度不能保证。3电机力矩选择步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。直接起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的23倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)A转动惯量计算
物体的转动惯量为:Jr2dV
式中:dV为体积元,为物体密度,r为体积元与转轴的距离。单位:kgm2将负载质量换算到电机输出轴上转动惯量,常见传动机构与公式如下:
fB加速度计算控制系统要定位准确,物体运动必须有加减速过程,如图所示。
已知加速时间、最大速度Vmax,可得电机的角加速度:
maxt
rads2
C电机力矩计算
力矩计算公式为:
TJTL
式中:TL为系统外力折算到电机上的力矩;为传动系统的效率。
f13计算例题
已知:直线平台水平往复运动,最大行程L=400mm,同步带传动;往复运动周期为T=4s;重复定位误差005mm;平台运动质量M=10kg,无外力。
求:电机型号、同步带轮直径、最大细分数。
1运动学计算
平均速度为:V04202ms
设加速时间为01S;步进电机一般取加速时间为:011秒伺服电机一般取加速时间为:00505秒
则加减速时间共为02S,且加减速过程的平均速度为最大速度的一半。
故有:L=01Vmax2+18Vmax01Vmax2=04m得:Vmax=04(022+18)=0211ms
aV02110211ms2
所以,加速度为:t
01
加速距离:
S1
S0
V0
12
at2
12
211012
00106m
匀速距离:S2Vmaxt0211180380m
减速距离和加速距离相同,S3S100106m
2动力学计算
SS1S2S30401m
f同步带上需要拉力:F=Maf摩擦力:f=Mg设导轨摩擦系数=01则摩擦力:f=011098=98N惯性力F1=Ma=10211=211N故:同步带上要有拉力F=F1f=211+98=309N3选择同步带直径Φ和步进电机细分数m设同步带直径Φ=30mm周长为C=314Φ=31430=942mm核算定位精度:C360°18m005;细分数:mC200005942200005942核算最大转速:
max=VmaxC=02119421000=224rs显然,细分数太大,最大转速太低。但是,同步带直径也不可能小2倍,所以只能增加一级减速。
第2级主动轮直径仍取:Φ3=30mm;第1级主动轮直径取:Φ1=25mm;减速比取:i=1:3;则第1级从动轮直径为取:Φ2=75mm;
电机最r