最全版-步进伺服及滚筒输送电机计算公式

1、电电机机选选型型计计算算一.电机扭矩的计算电机扭矩的计算涉及到2部分：1.克服驱动机构的摩擦转矩TL2.克服负载和电机转子惯量的启动转矩TS电机扭矩T=（TL+TS）*SS：安全系数二.惯量匹配理论上负载折算到电机轴的惯量与电机转子惯量比 5时，考虑采用减速装置，提高惯量匹配折算后的惯量比I2=0.016548615432BBL Dpr21 8CmD12()60mlNm JJtp+其他常数G=9.8 m/spi=3.1416丝杠密度=7900 kg/m3丝杠水平运动选型计算表格安全系数S=2电机惯量JM=0.0011 kgm2减速机减速比i4丝杠垂直运动选型计算表格机械结构参数：速度：Vl=2

2、4 m/min*滑动部分质量M=30 kg*丝杠部分长度LB=1.4 m*丝杠直径DB=0.035 m*丝杠导程PB=0.025 m*连轴器质量MC0.5 kg*连轴器直径DC0.05 m*摩擦系数=0.1*移动距离L=1.2 m机械效率=0.9*定位时间t=3 s*加减速时间比A=25%*外力FA=0 N移动方向与水平轴夹角a =90 1)速度曲线加速时间t0=t*A = 0.75s2)电机转速NM =Vl/PB= 960rpm3)负荷转矩计算轴向负载 F =FA+= 293.999892Nm负载转矩 TL =1.299761852Nm4)克服惯量的加速转矩计算（也称做：启动转矩）直线运动平

3、台与负载惯量JL =0.000474941kgm2(sincos )AFmgaa+m2BFPph2()2BP mp滚珠丝杠惯量JB = 0.001629402kgm2连轴器惯量JC= 0.00015625kgm2总负荷惯量JL=JL+JB+JC= 0.002260593kgm2启动转矩TS=0.329821784Nm5)必须转矩必须转矩TM=(TL+TS)*S= 3.259167272Nm6)电机选择根据计算，初步确定电机型号，然后输入转子惯量，确认TM7)负荷与电机惯量比I1=11.302963568)负荷与减速机惯量比当负荷与电机惯量比5时，考虑采用减速装置，提高惯量匹配I2=2.8257

4、4089432BBL Dpr21 8CmD12()60mlNm JJtp+其他常数G=9.8 m/spi=3.1416丝杠密度=7900 kg/m3丝杠垂直运动选型计算表格安全系数S=2电机惯量JM=0.0002 kgm2减速机减速比i2皮带轮间歇运动选型计算表格机械结构参数：皮带与工作物总质量mL=60 kg*滑动面摩擦系数=0.3*滚筒直径D=0.1 m*滚筒质量m2=200 kg*传送带和滚筒的机械效率=0.9*减速机机械效率G=0.7减速比i=30*每次定位时间t=1 s*每次运动距离L=2 m*加减速时间比A=50%*外力FA=0 N*移动方向与水平轴夹角a =0 1)速度曲线加速时

5、间t0= t*A = 0.5s2)电机转速减速机输出轴角加速度 =160rad/s2减速机输出轴转速N= 763.9419 rpm电机输出轴角加速度M= i*=4800 rad/s2电机输出轴转速NM= N*i= 22918.26 rpm3)计算负载转矩减速机轴向负载F=176.4 N减速机轴负载转矩TL=9.8 Nm电机轴负载转矩TLM= 0.466667 Nm(sincos )AFmgaa+m2 F Dh L GT i h 0000(/)2()2(/)()LDt ttL Dt ttppb =- =-4)计算电机轴加速转矩（克服惯量）皮带和工作物的惯量JM1=0.15 kgm2滚筒的惯量JM

6、2=0.25 kgm2折算到减速机轴的负载惯量 JL=JM1+2JM2=0.65 kgm2电机惯量全负载惯量J= 0.000992 kgm2电机轴加速转矩TS=6.80381 Nm5）必须转矩必须转矩TM=(TLM+TS)*S安全系数= 14.54095 Nm6)负荷与电机惯量比惯量比N1= 2.6748972 2()2 ()2L LDmDmp p2 21 8 mD 2 LJ Jmi +2/LJ JmiMGJ b h g=9.8 m/spi=3.1416皮带轮间歇运动选型计算表格JM=0.00027 kgm2S=2皮带轮连续运动选型计算表格说明：由于是连续运动，所以在计算牛矩时只需考虑负载牛矩

7、，启动牛矩忽略，但必须考虑到惯量的匹配机械结构参数：皮带速度：V=20 m/min其他常数皮带与工作物总质量mL=100 kg*滑动面摩擦系数=0.3*滚筒直径D=0.1 m*滚筒质量m2=200 kg*传送带和滚筒的机械效率=0.9*减速机机械效率G=0.7减速比i=20*外力FA=0 N*移动方向与水平轴夹角a =0 1)电机转速减速机输出轴转速N= 63.66183 rpm电机输出轴转速NM= N*i= 1273.237 rpm2)计算负载转矩减速机轴向负载F=294 N减速机轴负载转矩TL= 16.33333 Nm电机轴负载转矩TLM= 1.166667 Nm4)计算折算到电机轴的惯量

8、皮带和工作物的惯量JM1=0.25 kgm2滚筒的惯量JM2=(sincos )AFmgaa+m2 F Dh 2 2()2 ()2L LDmDmp p2 21 8 mD L GT i h =0.25 kgm2折算到减速机轴的负载惯量 JL=JM1+2JM2=0.75 kgm2电机惯量5）必须转矩必须转矩TM=TLM*S安全系数= 2.333333 Nm6)负荷与电机惯量比惯量比N1= 1.7045452/LJ Jmi2 21 8 mD G=9.8 m/spi=3.1416皮带轮连续运动选型计算表格说明：由于是连续运动，所以在计算牛矩时只需考虑负载牛矩，启动牛矩忽略，但必须考虑到惯量的匹配JM=

9、0.0011 kgm2S=2分度盘机构选型计算表格机械结构参数：分度盘直径DT=0.05 m分度盘厚度LT=0.1 m*工作物直径DW=0 m*工作物厚度LW=0 m*工作台材质密度=1100 kg/m3*工作物数量n=0 个*由分度盘中心至工作物中心的距离l=0 m定位角度=12 *定位时间t=0.2 s*加减速时间比A=25%减速机减速比i=1减速机效率G=11）决定加减速时间加减速时间仍然以定位时间的25%加减速时间t0= t*A= 0.05s2)电机转速减速机输出轴角加速度G=27.92533333 rad/s2减速机输出轴最大转速N=13.33333333 rpm电机轴角加速度m=

10、G*i=27.92533333 rad/s2电机输出轴转速NM= N*i=13.33333333 rpm3)计算负载转矩0(0)360t ttqp2-G0 2tp 60因为摩擦负载及小，故忽略TL= 0Nm4)计算电机轴加速转矩（克服惯量）工作台的惯量JT=6.74953E-05 kgm2工作物的惯量JW1=（工作物同时绕工作物中心轴旋转,如果工作物没有自转，可以不考虑这部分惯量）=0 kgm2工作物质量mw=0 kg工作物的惯量JW=(按工作物体中心自转）=0 kgm2全负载惯量JL= JT+JW=6.74953E-05 kgm25）加速转矩负载折算到电机轴上的惯量：JLM= JL/i2=6

11、.74953E-05 kgm2电机轴加速转矩Ts=0.003169394 Nm6)必须转矩必须转矩T= （TS+TL）*S=0.006338789 Nm6)负荷与电机惯量比惯量比N1=1.4672894022/LJ Jmi432WWL Dpr432TTL Dpr24wwL Dpr2 1)wwnJm l(+()GLMMJJm+bh其他常数G=9.8 m/spi=3.1416分度盘机构选型计算表格电机惯量 JM=0.000046 kgm2安全系数 S=2 *其他一.根据运动要求计算最大转速和角加速度运动参数：减速比i=6*每次定位时间t=0.2 s*每次运动角度L=12 *加减速时间比A=25%*

12、负载惯量J=0.000096 Kg.m21)速度曲线加速时间t0= t*A = 0.05s2)电机转速减速机输出轴角加速度 =27.92533rad/s2减速机输出轴转速Nmax= 13.3333333 rpm电机输出轴角加速度M= i*=167.552 rad/s2电机输出轴转速NM= Nmax*i=80 rpm电机输出扭据：T= J= 0.01608499 NmTs 2T= 0.03216998 Nm00180 ()t ttqp-0()2 tpb 60g=9.8 m/spi=3.1416其他常常识识一.电机温升电机温度是指电机各部分实际发热温度,它对电机的绝缘材影响很大,温度过高会使绝缘老

13、化缩短电动机寿命,甚至导致绝缘破坏.为使绝缘不致老化和破坏,对电机绕组等各部分温度作了一定的限制,这个温度限制就是电机的允许温度.电机的各部温度的高低还与外界条件有关,温升就是电动机温度比周围环境温度高出的数值.T2-T1-温升T1-实际冷却状态下的绕组温度(即环境温度);T2-发热状态下绕组温度二.电机功率1. 根据电源电压、使用条件、拖动对象选择电机.要求电源电压与电机额定电压相符.2. 根据安装地点和工作环境选择不同型式的电机.3. 根据容量、效率、功率因数、转数选择电机.如果容量选择过小,就会发生长期过载现象,影响电动机寿命甚至烧毁. 如果容量选择过大,电机的输出机械功率不能充分利用,

14、功率因数也不高.因为电机的功率因数和效率是随着负载变化的.4. 电机在恒定负载运行下,功率计算公式如下:式中: P-电机的功率(KW); P1-生产机械功率(KW); 1-生产机械本身效率; 2 -电机效率.上式计算出的功率不一定与产品规格相同,所以选择电机的额定功率(P1)应等于或稍大于计算所得的功率1p p12= h h电机温度是指电机各部分实际发热温度,它对电机的绝缘材影响很大,温度过高会使绝缘老化缩短电动机寿命,甚至导致绝缘破坏.为使绝缘不致老化和破坏,对电机绕组等各部分温度作了一定的限制,这个温度限制就是电机的允许温度.电机的各部温度的高低3. 根据容量、效率、功率因数、转数选择电机

15、.如果容量选择过小,就会发生长期过载现象,影响电动机寿命甚至烧毁. 如果容量选择过大,电机的输出机械功率不能充分利用,功率因数也不高.因为电机的功率因数和效率是随着负载变化的.上式计算出的功率不一定与产品规格相同,所以选择电机的额定功率(P1)应等于或稍大于计算所得的功率 1动力滚筒输送机条牵引力(1)单链传动86式中：Fo一单链传动滚筒输送机传动链条牵引力(N) ：q一物品的质量(kg)；15f一摩擦系数，见表4；0.05L一滚筒输送机长度(米 ) ；4g一重力加速度，取g=9.81m/s ；9.8D一滚筒直径(mm)；50Ds一滚子链轮节圆直径(mm)：57q G一每米长度物品的质量(kg

16、/m)；25q o一每米长度链条的质量(kg/m) ；1.5m d一单个传动滚筒转动部分的质量(见各厂样本)(kg) ：0.8C d一每米长度内传动滚筒数；8m i一单个非传动辊筒的转动部分的质量(见各厂样本)(kg) ；0C i一每米长度内非传动滚筒数。0(2)双链传动76.13205395f一摩擦系数0.05D一传动滚筒直径(mm) ；50D s一传动滚筒链轮节圆直径(mm)；57Q一传动系数，按式(25)计算或查表5；1.69W s 一单个传动滚筒计算载荷(N)，按下式计算：1027.107所有重量Ws=mWs=md d+a*m+a*mi i+(a+1)m+(a+1)mr r+m+me

17、egg1027.107式中：a一非传动滚筒与传动滚子数量比，a=C i/C d ；a一非传动滚筒与传动滚子数量比0m d一单个传动滚筒链轮重量(kg) 2g一重力加速度，取g=9.81m/s ；9.8m i一单个从动辊筒的重量(见各厂样本)(kg) ；0C i一每米长度内非传动滚筒数。0m e一每米链条的质量(kg)1.5q m一每米输送线承受的质量(kg)25C d一每米长度内传动滚筒数；8m r一均布在每个滚筒上的物品的质量(kg)，3.2传动系数：47.6式中：i一对传动滚筒链传动效率损失系数，i=0.010.03，i值与工作条件有关，润滑情况良好时取小值，恶劣时取较大值；i一对传动滚筒

18、链传动效率损失系数0.03n一传动滚筒数。30表4摩擦系数作用在一个滚子上的载荷(包括辊子自重)(N) 物品与滚子接触的底面材料 金属 木板 硬纸板0 110 0.04 0.05 0.05ll0 450 0.03 0.035 0.05450 900 0.025 0.03 0.045 900 0.02 0.025 0.05 900 0.02 0.025 0.06传动滚子数n 滚子链传动效率损失系数i10.01 00l5 0.02 0.025 0.0310 1.05 1.07 1.09 1.12 1.1520 1.1 1.16 1.21 1.28 1.3430 1.16 1.25 1.35 1.4

19、6 1.5940 1.22 1.36 1.51 1.69 1.8950 1.29 1.47 1.69 1.95 2.2660 1.36 1.6 1.9 2.27 2.7270 1.44 1.75 2.14 2.66 3.2980 1.52 1.91 2.42 3.1 4.0290 1.61 2.09 2.75 3.66 4.93100 1.7 2.29 3.12 4.33 6.07110 1.81 2.51 3.56 5.14 7.52120 1.92 2.76 4.07 6.12 9.36130 2.04 3.04 4.66 7.32 11.7140 2.16 3.35 5.36 8.78

20、14.68150 2.3 3.7 6.17 10.56 18.5注：Q值是由表中查得的系数乘以传动滚子数而得。如实际传动滚了数介于表中两个滚子数之间，应取其较大值。例如， 当n=62、i=0025时，Q=2.66。表中得出的值，仪适用于驱动装置布置在驱动端部的情况，如布置在驱动段中央时，传动滚子数应取实际传动滚子数的12。 2 动力滚筒输送机功率计算(1)计算功率30Po=F.V.Ds/D式中：Po-传动辊筒轴计算功率(W) ；F一链条牵引力(N)，对单链传动，取F=FO，按式(22)计算，对双链传动，取F=Fn，按式(23)计算；86v 一输送速度(m/s)；0.3D s一滚筒链轮节圆直径(

21、mm) ；57D一滚筒直径(mm)。50(2)电机功率60式中：P一电机功率(W)；Po一传动滚筒轴计算功率(KW)；K一功率安全系数，K=1.21.5；n一驱动装置效率，n=0.650.85。式中：i一对传动滚筒链传动效率损失系数，i=0.010.03，i值与工作条件有关，润滑情况良好时取小值，恶劣时取较大值；注：Q值是由表中查得的系数乘以传动滚子数而得。如实际传动滚了数介于表中两个滚子数之间，应取其较大值。例如， 当n=62、i=0025时，Q=2.66。表中得出的值，仪适用于驱动装置布置在驱动端部的情况，如布置在驱动段中央时，传动滚子数应取实际传动滚子数的12。 2 动力滚筒输送机功率计算本本计计算算表表是是根根据据FANUCFANUC伺伺服服电电机机选选型型要要求求制制作作伺伺服服电电机机选选型型参参数数计计算算表表基基本本参参数数轴类型水平轴传动类型丝杠参数名称单位值质量 mkg500平衡质量 mbkg0平衡力 FbN0丝杠直径 dmm400.04丝杠导程 Pbmm/rev60.006丝杠长度 lmm5000.5减速比 1/z1/1其他惯量 J1