伺服电机的选型和计算

电机的选择：(1)削力所引起的可用下式表达：2JIM=FL

电机扭矩的计算负载扭矩是由于驱动系统的摩擦力和切式中M 电动机轴转距；F 使机械部件沿直线方向移动所需的力；L----电动机转一圈(2nrad)时，机械移动的距离2nMMFLFL离时所需的机械功。实际机床上，由于存在传动效率和摩擦系数因素，滚珠丝杠克服外部载荷 P做等速运动所需力矩，应按下式计算：M KFi2i

h二ao 二

h ZP1s-MP1Mi 等速运动时的驱动力矩(N.mm)KFaohsp -双螺母滚珠丝杠的预紧力矩兀

2 乙(N.mm)Fa/---—预紧力(N)，Fmax1/3，即1F=3F F

F

=(.~.1)C

；ao max

max

ao aCh

丝杠导程(mm);a sp"—K--------滚珠丝杠预紧力矩系数，取0.1~0.2;P--------加在丝杠轴向的外部载荷(N),P二F-iW;F 作用于丝杠轴向的切削力(N);W-------法向载荷(N),W=W「P1；W1 移动部件重力(N),包括最大承载重力；p1 有夹板夹持时(如主轴箱)的夹板夹持力；——导轨摩擦系数，粘贴聚四氟乙烯板的滑动导轨副条件时，二-0.03~0.05，直线滚动导轨二-0.003~0.004；----滚珠丝杠的效率，取0.90~0.95;

卩=0.09，有润滑1B----支撑轴承的摩擦力矩，即叫启动力矩B

(N.m),可以从滚珠丝杠专用轴B承样本中得到，见表2-6(这里注意，双支撑轴承有M 之和的问题)BZ1的齿数2Z 齿轮 的齿数22最后按满足下式的条件选择伺服电机Ms——伺服电机的额定转距

MM1 s惯量匹配计算 为使伺服进给系统的进给执行部件具有快速相应能力，必须选用加速能力大的电动机，亦即能够快速响应的电机（如采用大惯量伺电机），但又不能盲目追求大惯量，否则由于不能从分发挥其加速能力，会不经的。因此必须使电机惯量与进给负载惯量有个合理的匹配。JM与负载惯量JL（折算至电动机轴）或总惯量Jr之间,推荐下列匹配关系：或回转的惯量：回转32g

朋’4

0.50.8r0.2_乞0.5rJ D

（kg.m）----回转体材料的密度D——回转体直径L 回转体长度g——重力加速度有台阶的回转体，按每段计算后相加J 笊DIDL 4二颈（1 2直线运动物体的惯量

）w''Lj=——g22w-——直线运动物体的重力L 推倒过程：根据能量守恒定律1

hLspL)丝杠转一圈时:)

(m2w2

mrv2于是得:2

mmk()w()

hsp2齿轮传动惯量转换:

=(mmJ spw-T w2<<12■:2121222Ji

门厂 J门? 2JiJ2i= 2负载折算到电机轴上的转动惯量：J _2 （J J J J ）ext G C sp T-W GCJ 丝杠上联轴器的转动惯量CspJ 丝杠转动惯量spJWG--

--工作台和工件折算到丝杠上的转动惯量齿轮减速机构的转动惯量iG 齿轮减速器传动比电机轴上的驱动系统总惯量：J -J Jgen L MM:2-=M ；mJ J）=M L Lnm 快速移动时的电机转速ta——加速减时间，按ta3/心，取150~200ms K111右；

s---

，加工中心一般取

s=20s左