浅谈滚珠丝杠及驱动电机力矩计算公式-山东福盛机械有限公司

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浅谈滚珠丝杠及驱动电机力矩计算公式

点击次数:   更新时间:2020-05-16 09:13:05   来源:www.dangcd.cn/
    滚珠丝杠在计算时,需要考虑系统需要的精度,速度,载荷等基本条件。
    定位精度的要求,决定了导程精度的选择。比如行程700mm,±0.05/700mm的定位精度要求。那么假定螺纹有效长度800mm(需要考虑螺母长度和行程余量,所以大于700mm),则选择C5精度,因为C5精度在800mm内的误差控制在±35um以内,小于±50um,在要求以内,剩下的±15um误差,分配给系统刚度和控制误差。
    运行速度V(mm/min)和滚珠丝杠的导程L(mm)及马达转速n(r/min)有关,L=V/n。高速要求时,可以适当加大导程,但是导程的加大会要求更大的马达驱动力矩(Ta=Fa*L/2πη),所以需要综合考虑。
    选择滚珠丝杠时,根据载荷确定需要的扭矩及电机,是最花时间的一块。
    滚珠丝杠计算扭矩时,分为等速扭矩T1,和加速扭矩T2。
    其中等速扭矩:T1=(Ta+Tpmax+Tu)/i。i=丝杠侧齿数N2/马达侧齿数N1,表示减速比。
    Ta=Fa*L/2πη:表示匀速时的驱动力矩。
    Tpmax=0.05(tanβ)^-0.5*Fa0*L/2π(基准力矩)+Δ:表示预紧滚珠丝杠的最大动摩擦力矩,β表示螺纹升角,Fa0表示预紧力。Δ表示力矩变动率的上许可范围,可以在计算了基准力矩的基础之上,查表求得。当然,Tpmax也可以在具体的丝杠型号参数表中查得。
    Tu:支撑轴承的摩擦力矩,可以在轴承参数表中查得。
    而加速扭矩:T2=T1+Jα。
    J=JM+JG1+(JG2+JS+m*(L/2π)^2)/i^2:表示对电机的转动惯量。
    JM:电机的转动惯量。
    JG1:马达侧齿轮的转动惯量。
    JG2:丝杠侧齿轮的转动惯量。
    JS:丝杠轴的转动惯量。
    m:移动物体总质量。
    α:马达的角加速度。
    而梯形丝杠一般只需要一个公式就够了,T1=FP/2πη,因为梯形丝杠适用于低速的应用,不存在高速往返,高加减速等问题,当然也需要结合实际要求做计算,并给定一定的余量。
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