伺服電機(jī)的選型和計算

1、電機(jī)的選擇：負(fù)載扭矩是由于驅(qū)動系統(tǒng)的摩擦力和切削力所(1)電機(jī)扭矩的計算引起的可用下式表達(dá)：2 M FL式中M-電動機(jī)軸轉(zhuǎn)距；F-使機(jī)械部件沿直線方向移動所需的力；L電動機(jī)轉(zhuǎn)一圈(2n rad )時，機(jī)械移動的距離2n M是電動機(jī)以扭矩M轉(zhuǎn)一圈時電動機(jī)所作的功，而 FL是以F力機(jī)械移動L 距離時所需的機(jī)械功。實際機(jī)床上，由于存在傳動效率和摩擦系數(shù)因素，滾珠絲杠克服外部載荷P做等速運動所需力矩，應(yīng)按下式計算：K F ao hsp P hspzMi K 22 M biz2M-等速運動時的驅(qū)動力矩K巳業(yè)-雙螺母滾珠絲杠的預(yù)緊力矩2Fa。- 預(yù)緊力(2,通常預(yù)緊力取最大軸向工作載荷Fmax的"

2、;3，即1 一Fao=3 Fmax當(dāng)F max難于計算時，可米用Fao=Ca(N)；Ca 滾珠絲杠副的額定載荷，產(chǎn)品樣本中可查：h/-"絲杠導(dǎo)程(mm);K 滾珠絲杠預(yù)緊力矩系數(shù)，取;P 加在絲杠軸向的外部載荷(N), P F W ;F 作用于絲杠軸向的切削力(N);W-法向載荷(N), W W1 P1 ；W1-移動部件重力(N),包括最大承載重力；p1 有夾板夾持時（如主軸箱）的夾板夾持力； 導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，粘貼聚四氟乙烯板的滑動導(dǎo)軌副0.09，有潤滑條件時， 0.03 0.05，直線滾動導(dǎo)軌 0.003 0.004 ；滾珠絲杠的效率，?。? 7 7Mb 支撐軸承的摩擦力矩，即叫啟動

3、力矩，可以從滾珠絲杠專用軸承樣本中得到，見表2-6 （這里注意，雙支撐軸承有 M B之和的問題）Z1 齒輪1的齒數(shù)Z2 齒輪2的齒數(shù)最后按滿足下式的條件選擇伺服電機(jī)M1 MsMs伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)距（2）慣量匹配計算為使伺服進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給執(zhí)行部件具有快速相應(yīng)能力，必須選用加速能力大的電動機(jī)，亦即能夠快速響應(yīng)的電機(jī)（如采用大慣 量伺服電機(jī)），但又不能盲目追求大慣量，否則由于不能從分發(fā)揮其加速能 力，會不經(jīng)濟(jì)的。因此必須使電機(jī)慣量與進(jìn)給負(fù)載慣量有個合理的匹配。通常在電機(jī)慣量J M與負(fù)載慣量JL （折算至電動機(jī)軸）或總慣量 Jr之間,推薦下列匹配關(guān)系：1厶14 J M或0.5Jm0.8Jr或0.2Jl

4、0.5Jr1. 回轉(zhuǎn)的慣量:回轉(zhuǎn)體：J亍。41（kg. m2）回轉(zhuǎn)體材料的密度D回轉(zhuǎn)體直徑L-回轉(zhuǎn)體長度 g重力加速度有臺階的回轉(zhuǎn)體，按每段計算后相加4DiL2)4J（Di I i32g D Li2. 直線運動物體的慣量直線運動物體的重力電機(jī)轉(zhuǎn)一圈時物體移動的距離，如電機(jī)與絲杠直聯(lián),絲杠導(dǎo)程hsp推倒過程：根據(jù)能量守恒定律2mr)v絲杠轉(zhuǎn)一圈時:2i() hsp-(mw mr)22t2于是得:Jw t (mwmr)驢2齒輪傳動慣量轉(zhuǎn)換:1 22 JiniJi1 22 J2n22i J2負(fù)載折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量:J ext2iG(JcJ spJg)JC絲杠上聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量J sp絲杠轉(zhuǎn)動慣量工作臺和工件折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量Jg齒輪減速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量iG齒輪減速器傳動比電機(jī)軸上的驅(qū)動系統(tǒng)總慣量:J gen(3)定位加速時的最大轉(zhuǎn)距計算Jl定位加速時最大轉(zhuǎn)距M:Jl) Mlnm快速移動時的電機(jī)轉(zhuǎn)速加速減速時間，按ta 3/Ks，取150200msKs-系統(tǒng)的開環(huán)增益，通常 8$125$1，加工中心一般取 Ks 20s 1左 右；