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伺服电机&滚珠丝杆选型计算

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我们在设计中经常使用伺服电机搭配丝杆,同步带,齿轮,齿轮齿条等进行传动设计,因此了解一些计算公式对于做设计非常有帮助;    
具体案例来源于选型目录;    
案例工况分析如下:负载,速度,丝杆,速度,具体参考如下:    
   

1 惯量的计算:    

包含丝杆的惯量,负载的惯量,联轴器惯量厂商目录上面是有提供,直接拿来加上去即可;
   
   
如上介绍了惯量的计算,惯量比的比值估算,可以预选电机进行估算比较;    
具体的惯量比需要看你的运动场合来选择;
   

2 计算速度,计算转矩,需要扎实的电机理论公式基础,充分理解电机的转换公式;
   

注意转速的转换公式:N=移动最高速度/丝杆导程,直接记住此公式,后续转换时清晰明了;    

3 确认最大的转矩;    

在具体的案例设计中,转矩的安全系数可以放2倍~3倍等,因为伺服电机有过载能力;
   

4 安全系数:
   

安全系数是对实际工作条件与理论设计值之间差异的量化表达,用于确保系统在遇到异常情况时仍能正常运行。    
对于转矩而言,安全系数反映了电机在承受额外负载时的能力;    
一般来说,将转矩的安全系数设定为2倍或3倍是常见的做法。这样的设定基于以下考虑:    
4.1 电机过载能力:伺服电机具有一定的过载能力,这意味着它可以在短时间内承受超过额定转矩的负载。通过设定较高的安全系数,可以确保电机在遇到瞬时过载时仍能保持稳定运行;    
4.2 系统稳定性:较高的安全系数有助于提升整个系统的稳定性。在负载波动较大的应用场景中,较大的安全系数可以减小因负载变化导致的性能波动,从而保持系统的稳定运行;    
4.3 设备耐用性:通过设定合适的安全系数,可以延长设备的使用寿命。在长期运行过程中,电机可能会受到磨损和疲劳的影响;    
需要注意的是,安全系数并非越大越好;    
过高的安全系数可能导致设备成本增加、系统效率降低等问题,因此,在案例设计中,应根据实际情况和需求进行合理选择;    

 
5 案例介绍:
5.1 在模型观察和设备特点总结的过程中,熟知各种惯量比和转矩公式等关键参数是非常关键的;    
这些参数直接影响到设备的性能、稳定性以及工作效率。通过深入理解和掌握这些参数,能够更准确地评估设备的性能,并为其在不同场合的应用提供有力的支持;    
对于竖直运动设备,强调了添加刹车的重要性.这确实是一个关键的安全措施;    
在断电或其他紧急情况下,刹车能够迅速停止设备的运动,防止因重力作用导致的掉落,从而保护电机和整个系统的安全;    

自动锁螺丝机Z轴

5.2 伺服电机的应用:    

自动锁螺丝机X/Y/Z轴    

   
   
   
机械设计的内容讲解到此结束,欢迎各位进行补充。    


-End-


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来源:非标机械专栏
疲劳理论电机传动
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首次发布时间:2024-04-27
最近编辑:6月前
非标机械专栏
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非标机械设计中,铝型材的全面介绍及选型

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