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步進電機力矩選擇與力矩計算公式
發布時間：2020-09-14 09:03:43
步進電機力矩選擇：
1）轉動慣量計算
在旋轉運動中，物體的轉動慣量J對應于直線運動中的物體質量。要計算系統在加速過程中產生的動態載荷，就必須計算物體的轉動慣量J和角加速度e，然后得慣性力矩T＝Je。
物體的轉動慣量為：
，式中：dV為體積元，r為物體密度，r為體積元與轉軸的距離。單位：kgm2。
如圖17所示，一個質點的質量為m，距旋轉軸的距離為r，其轉動慣量為：
J = m r2
圖17 質點的轉動慣量
常用材質密度
a）滾珠絲杠
b）齒條和小齒輪·傳送帶·鏈條傳動
c）旋轉體·轉盤驅動
2）加速度計算
控制系統要定位準確，物體運動必須有加減速過程，如下圖所示。
已知加速時間t、最大速度Vmax，很容易算出電機的角加速度：
3）電機力矩計算：
其中：TL為系統外力折算到電機上的力矩；
h為傳動系統的效率。
常用機構的機械效率η
根據計算出的力矩T再加上一定的安全系數，即可選電機型號。
1）轉動慣量計算
在旋轉運動中，物體的轉動慣量J對應于直線運動中的物體質量。要計算系統在加速過程中產生的動態載荷，就必須計算物體的轉動慣量J和角加速度e，然后得慣性力矩T＝Je。
物體的轉動慣量為：
，式中：dV為體積元，r為物體密度，r為體積元與轉軸的距離。單位：kgm2。如圖17所示，一個質點的質量為m，距旋轉軸的距離為r，其轉動慣量為：
J = m r2
圖17 質點的轉動慣量
常用材質密度
| 材質 | 密度: kg/m3 |
| 銅 | 8.96×103 |
| 黃銅 | 8.54×103 |
| 不銹鋼 | 7.91×103 |
| 鐵 | 7.85×103 |
| 鋁 | 2.7×103 |
| 聚縮醛 | 1.43×103 |
a）滾珠絲杠
b）齒條和小齒輪·傳送帶·鏈條傳動
c）旋轉體·轉盤驅動
2）加速度計算
控制系統要定位準確，物體運動必須有加減速過程，如下圖所示。
已知加速時間t、最大速度Vmax，很容易算出電機的角加速度：
3）電機力矩計算：
其中：TL為系統外力折算到電機上的力矩；
h為傳動系統的效率。
常用機構的機械效率η
| 機構 | 機械效率 |
| 滑動絲杠 | 0.5~0.8 |
| 滾珠絲杠 | 0.9 |
| 齒條和齒輪 | 0.8 |
| 齒輪減速器 | 0.8~0.95 |
| 蝸輪減速器(起動) | 0.5~0.7 |
| 蝸輪減速器(運行中) | 0.6~0.8 |
| 皮帶傳動 | 0.95 |
| 鏈條傳動 | 0.9 |
根據計算出的力矩T再加上一定的安全系數，即可選電機型號。
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