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標(biāo)題: 扭矩跟推力的推導(dǎo)，我感覺不對(duì) [打印本頁(yè)]

作者: 181611731 時(shí)間: 2014-9-19 15:00
標(biāo)題: 扭矩跟推力的推導(dǎo)，我感覺不對(duì)

勻速運(yùn)行，非精確計(jì)算可以套用以下公式：Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
( u4 V0 a2 d3 j& r' F! @4 d式中
Ta：驅(qū)動(dòng)扭矩kgf.mm；
Fa：軸向負(fù)載N（Fa=F+μmg， F：絲杠的軸向切削力N，μ：導(dǎo)向件的綜合摩擦系數(shù)，m：移動(dòng)物體重量(工作臺(tái)+工件)kg，g:9.8 ）；
I：絲杠導(dǎo)程mm；
n1：進(jìn)給絲杠的正效率。

計(jì)算舉例：

假設(shè)工況：水平使用，伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，2005滾珠絲杠傳動(dòng)，25滾珠直線導(dǎo)軌承重和導(dǎo)向，理想安裝，垂直均勻負(fù)載1000kg，求電機(jī)功率：

Fa=F+μmg，設(shè)切削力不考慮，設(shè)綜合摩擦系數(shù)μ=0.01，得Fa=0.01*1000*9.8=98N；

Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），設(shè)n1=0.94，得Ta=98*5/5.9032≈83kgf.mm=0.83N.M （問題就是這里 83kgf.mm 怎么會(huì)等于0.83N.M了呢不是應(yīng)該/1000么？）

根據(jù)這個(gè)得數(shù)，可以選擇電機(jī)功率。以臺(tái)灣產(chǎn)某品牌伺服為例，查樣本得知，額定扭矩大于0.83N.M的伺服電機(jī)是400W。（200W是0.64N.M，小了。400W額定1.27N.M，是所需理論扭矩的1.5倍，滿足要求）

當(dāng)然咯，端部安裝部分和滾珠絲杠螺母預(yù)壓以及潤(rùn)滑不良會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生靜態(tài)扭矩，也稱初始扭矩，實(shí)際選擇是需要考慮的。另外，導(dǎo)向件的摩擦系數(shù)不能單計(jì)理論值，比如采用滾珠導(dǎo)軌，多套裝配后的總摩擦系數(shù)一定大于樣本參數(shù)。而且，該結(jié)果僅考慮驅(qū)動(dòng)這個(gè)靜止的負(fù)載，如果是機(jī)床工作臺(tái)等設(shè)備，還要考慮各向切削力的影響。

若考慮加速情況，較為詳細(xì)的計(jì)算可以參考以下公式（個(gè)人整理修正的，希望業(yè)內(nèi)朋友指點(diǎn)）：

水平使用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)扭矩及電機(jī)功率計(jì)算：

實(shí)際驅(qū)動(dòng)扭矩：T=(T1+T2)*e

T：實(shí)際驅(qū)動(dòng)扭矩；

T1：等速時(shí)的扭矩；

T2：加速時(shí)的扭矩；

e：裕量系數(shù)。

等速時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩：T1=（Fa*I）/（2*3.14*n1）

T1：等速驅(qū)動(dòng)扭矩kgf.mm；
Fa：軸向負(fù)載N【Fa=F+μmg， F：絲杠的軸向切削力N，μ：導(dǎo)向件綜合摩擦系數(shù)，m：移動(dòng)物體重量(工作臺(tái)+工件)kg，g:9.8 】；
I：絲杠導(dǎo)程mm；
n1：進(jìn)給絲杠的正效率。

加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩：T2=T1+J*W

T2:加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩kgf.m;

T1:等速時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩kgf.m;

J:對(duì)電機(jī)施加的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m2【J=Jm+Jg1+(N1/N2)2*［Jg2+Js+m(1/2*3.14)2］】

W:電機(jī)的角加速度rad/s2;

Jm:電機(jī)的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m2;

Jg1:齒輪1的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m2;

Jg2:齒輪2的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m2;

Js:絲杠的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m2

（電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)可忽略Jg1 、Jg2）

若采用普通感應(yīng)電機(jī)，功率根據(jù)以下公式計(jì)算：

P=TN/9549

P：功率；T：扭矩；N：轉(zhuǎn)速

作者: 塔格奧 時(shí)間: 2014-9-19 15:29
計(jì)算折合到電機(jī)上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方法如下：
1、水平直線運(yùn)動(dòng)軸：

9.8*µ•W&#8226

B
TL=    2π•R•η    （N•M）
式  PB：滾珠絲桿螺距（m）
µ：摩擦系數(shù)
η：傳動(dòng)系數(shù)的效率
               1/R：減速比
               W:工作臺(tái)及工件重量（KG）
2、垂直直線運(yùn)動(dòng)軸：

9.8*（W-WC）PB
TL=    2π•R•η          （N•M）
式  WC：配重塊重量（KG）

3、旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)：
                  T1
            TL= R•η       （N•M）
式  T1：負(fù)載轉(zhuǎn)矩（N•M）
二：負(fù)載慣量計(jì)算
與負(fù)載轉(zhuǎn)矩不同的是，只通過計(jì)算即可得到負(fù)載慣量的準(zhǔn)確數(shù)值。不管是直線運(yùn)動(dòng)還是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)所有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件的慣量分別計(jì)算，并按照規(guī)則相加即可得到負(fù)載慣量。由以下基本公式就能得到幾乎所有情況下的負(fù)載慣量。
1、柱體的慣量


                                          D(cm）

L（cm）
由下式計(jì)算有中心軸的援助體的慣量。如滾珠絲桿，齒輪等。
πγD4L    （kg•cm•sec2）或       πγ•L•D4（KG•M2）
JK= 32*980                         JK=       32

式  γ：密度（KG/CM3）          鐵：γ〧7.87*10-3KG/CM3=7.87*103KG/M3
                                 鋁：γ〧2.70*10-3KG/CM3=2.70*103KG/M3
JK：慣量（KG•CM•SEC2）（KG•M2）
D：圓柱體直徑（CM）•（M）
      L：圓柱體長(zhǎng)度（CM ）•（M）
2、運(yùn)動(dòng)體的慣量
用下式計(jì)算諸如工作臺(tái)、工件等部件的慣量
   W    PB    2
JL1= 980 2π                   （KG•CM•SEC2）


                           PB 2
   =W       2π          （KG•M2）

式中：W：直線運(yùn)動(dòng)體的重量（KG）
PB：以直線方向電機(jī)每轉(zhuǎn)移動(dòng)量（cm）或（m）
3、  有變速機(jī)構(gòu)時(shí)折算到電機(jī)軸上的慣量
1、

Z2

      J    JO
Z1

KG•CN：齒輪齒數(shù)

  Z1 2
JL1=       Z2          *J0       （KG•CM•SEC2）（KG•M2）

三、運(yùn)轉(zhuǎn)功率及加速功率計(jì)算
在電機(jī)選用中，除慣量、轉(zhuǎn)矩之外，另一個(gè)注意事項(xiàng)即是電機(jī)功率計(jì)算。一般可按下式求得。
1、轉(zhuǎn)功率計(jì)算

2π•Nm•TL
P0=    60       （W）
式中：P0：運(yùn)轉(zhuǎn)功率（W）
Nm：電機(jī)運(yùn)行速度（rpm）
TL：負(fù)載轉(zhuǎn)矩（N•M）
2、速功率計(jì)算
            2π•Nm 2 JL
Pa=    60          Ta

式 Pa ：加速功率（W）
Nm：電機(jī)運(yùn)行速度（rpm）
Jl：負(fù)載慣性    （KG•M2）
Ta：加速時(shí)間常數(shù)（sec）

作者: duyeslin 時(shí)間: 2014-9-19 15:31
1 kgf=0.01 Nm , 自己?jiǎn)挝粨Q算一下就知道了

作者: 塔格奧 時(shí)間: 2014-9-19 15:35
看一下這個(gè)把

作者: 181611731 時(shí)間: 2014-9-22 22:54

塔格奧發(fā)表于 2014-9-19 15:35 ( A/ Q5 V% ?/ |, a$ Q N2 ?: c
看一下這個(gè)把

要論壇幣啊大哥

作者: 塔格奧 時(shí)間: 2014-9-23 08:07

181611731 發(fā)表于 2014-9-22 22:54 * o+ C A, n# e+ c5 H/ o" l" ]" r( W
要論壇幣啊大哥

這個(gè)，
你發(fā)個(gè)郵箱吧，我給你發(fā)過去

作者: 181611731 時(shí)間: 2014-10-6 10:16

塔格奧發(fā)表于 2014-9-23 08:07
5 V/ i/ g5 p) a3 y$ }! [" t這個(gè)，7 L5 M: t$ @& ?4 s$ z2 G
你發(fā)個(gè)郵箱吧，我給你發(fā)過去

我已經(jīng)下了謝謝

作者: woainiycj 時(shí)間: 2014-10-25 20:02
83kgf.mm=830N.mm

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