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步进电机力矩选择与力矩计算公式


步进电机力矩选择:
1)转动惯量计算
在旋转运动中,物体的转动惯量J对应于直线运动中的物体质量。要计算系统在加速过程中产生的动态载荷,就必须计算物体的转动惯量J和角加速度e,然后得惯性力矩T=Je。
物体的转动惯量为:,式中:dV为体积元,r为物体密度,r为体积元与转轴的距离。单位:kgm2
如图17所示,一个质点的质量为m,距旋转轴的距离为r,其转动惯量为:
J = m r2


图17   质点的转动惯量

常用材质密度
材质 密度: kg/m3
8.96×103
黄铜 8.54×103
不锈钢 7.91×103
7.85×103
2.7×103
聚缩醛 1.43×103

a)滚珠丝杠
a)滚珠丝杠
b)齿条和小齿轮·传送带·链条传动
b)齿条和小齿轮·传送带·链条传动
c)旋转体·转盘驱动
c)旋转体·转盘驱动

2)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,如下图所示。
加速度计算

已知加速时间t、最大速度Vmax,很容易算出电机的角加速度:

已知加速时间、最大速度Vmax,很容易算出电机的角加速度:
3)电机力矩计算:
电机力矩计算
其中:TL为系统外力折算到电机上的力矩;
   h为传动系统的效率。
常用机构的机械效率η
机构 机械效率
滑动丝杠 0.5~0.8
滚珠丝杠 0.9
齿条和齿轮 0.8
齿轮减速器 0.8~0.95
蜗轮减速器(起动) 0.5~0.7
蜗轮减速器(运行中) 0.6~0.8
皮带传动 0.95
链条传动 0.9

根据计算出的力矩T再加上一定的安全系数,即可选电机型号。


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