絲桿扭矩、推力計(jì)算

1、絲杠水平運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)：速度：Vl=120 m/min*滑動(dòng)部分質(zhì)量M=30 kg*絲杠部分長(zhǎng)度LB=1.93 m*絲杠直徑DB=0.035 m*絲杠導(dǎo)程PB=0.15 m*連軸器質(zhì)量MC10 kg*連軸器直徑DC0.035 m*摩擦系數(shù)=0.05*移動(dòng)距離L=1.3 m機(jī)械效率=0.9*定位時(shí)間t=0.65 s*加減速時(shí)間比A=25%*外力FA=0 N移動(dòng)方向與水平軸夾角a =0 1)速度曲線(xiàn)加速時(shí)間t0=t*A = 0.1625s2)電機(jī)轉(zhuǎn)速NM =Vl/PB= 800rpm3)負(fù)荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸向負(fù)載F =FA+= 14.7Nm負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL =0.389928699Nm4)克服

2、慣量的加速轉(zhuǎn)矩計(jì)算（也稱(chēng)做：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩）直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與負(fù)載慣量JL =0.01709787kgm2(sincos )AFmgaa+m2BFPph2()2BP mp滾珠絲杠慣量JB = 0.002246247kgm2連軸器慣量JC= 0.00153125kgm2總負(fù)荷慣量JL=JL+JB+JC= 0.020875367kgm2啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩TS=11.32928195Nm5)必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩TM=(TL+TS)*S= 23.4384213Nm6)電機(jī)選擇根據(jù)計(jì)算，初步確定電機(jī)型號(hào)，然后輸入轉(zhuǎn)子慣量，確認(rèn)TM7)負(fù)荷與電機(jī)慣量比慣量比I1=18.977606058)負(fù)荷與減速機(jī)慣量比當(dāng)負(fù)荷與電機(jī)慣量比5時(shí)

3、，考慮采用減速裝置，提高慣量匹配折算后的慣量比I2=2.108622895T=7.812807101N=2400432BBL Dpr21 8CmD12()60mlNm JJtp+其他常數(shù)G=9.8 m/spi=3.1416絲杠密度=7900 kg/m3絲杠水平運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格安全系數(shù)S=2電機(jī)慣量JM=0.0011 kgm2減速機(jī)減速比i3電電機(jī)機(jī)選選型型計(jì)計(jì)算算一.電機(jī)扭矩的計(jì)算電機(jī)扭矩的計(jì)算涉及到2部分：1.克服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦轉(zhuǎn)矩TL2.克服負(fù)載和電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩TS電機(jī)扭矩T=（TL+TS）*SS：安全系數(shù)二.慣量匹配理論上負(fù)載折算到電機(jī)軸的慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量比 5時(shí)，考慮采用減速

4、裝置，提高慣量匹配折算后的慣量比I2=0.010009588432BBL Dpr21 8CmD12()60mlNm JJtp+其他常數(shù)G=9.8 m/spi=3.1416絲杠密度=7900 kg/m35.288433555絲杠水平運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格安全系數(shù)S=1電機(jī)慣量JM=0.0011 kgm221.15373422減速機(jī)減速比i4絲杠垂直運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)：速度：Vl=24 m/min*滑動(dòng)部分質(zhì)量M=30 kg*絲杠部分長(zhǎng)度LB=1.4 m*絲杠直徑DB=0.035 m*絲杠導(dǎo)程PB=0.025 m*連軸器質(zhì)量MC0.5 kg*連軸器直徑DC0.05 m*摩擦系數(shù)=0.1*移動(dòng)距

5、離L=1.2 m機(jī)械效率=0.9*定位時(shí)間t=3 s*加減速時(shí)間比A=25%*外力FA=0 N移動(dòng)方向與水平軸夾角a =90 1)速度曲線(xiàn)加速時(shí)間t0=t*A = 0.75s2)電機(jī)轉(zhuǎn)速NM =Vl/PB= 960rpm3)負(fù)荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸向負(fù)載 F =FA+= 293.999892Nm負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL =1.299761852Nm4)克服慣量的加速轉(zhuǎn)矩計(jì)算（也稱(chēng)做：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩）直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與負(fù)載慣量JL =0.000474941kgm2(sincos )AFmgaa+m2BFPph2()2BP mp滾珠絲杠慣量JB = 0.001629402kgm2連軸器慣量JC= 0.00015625kgm2總

6、負(fù)荷慣量JL=JL+JB+JC= 0.002260593kgm2啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩TS=0.329821784Nm5)必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩TM=(TL+TS)*S= 3.259167272Nm6)電機(jī)選擇根據(jù)計(jì)算，初步確定電機(jī)型號(hào)，然后輸入轉(zhuǎn)子慣量，確認(rèn)TM7)負(fù)荷與電機(jī)慣量比I1=11.302963568)負(fù)荷與減速機(jī)慣量比當(dāng)負(fù)荷與電機(jī)慣量比5時(shí)，考慮采用減速裝置，提高慣量匹配I2=2.82574089432BBL Dpr21 8CmD12()60mlNm JJtp+其他常數(shù)G=9.8 m/spi=3.1416絲杠密度=7900 kg/m3絲杠垂直運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格安全系數(shù)S=2電機(jī)慣量JM=0.0002

7、kgm2減速機(jī)減速比i2皮帶輪間歇運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)：皮帶與工作物總質(zhì)量mL=0.5 kg*滑動(dòng)面摩擦系數(shù)=0.3*滾筒直徑D=0.052 m*滾筒質(zhì)量m2=1 kg*傳送帶和滾筒的機(jī)械效率=0.9*減速機(jī)機(jī)械效率G=0.7減速比i=1*每次定位時(shí)間t=0.07 s*每次運(yùn)動(dòng)距離L=0.09 m*加減速時(shí)間比A=50%*外力FA=0 N*移動(dòng)方向與水平軸夾角a =0 1)速度曲線(xiàn)加速時(shí)間t0= t*A = 0.035s2)電機(jī)轉(zhuǎn)速減速機(jī)輸出軸角加速度 =2825.75rad/s2減速機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速N= 944.4337 rpm電機(jī)輸出軸角加速度M= i*= 2825.746 rad/s

8、2電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速NM= N*i= 944.4337 rpm3)計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩減速機(jī)軸向負(fù)載F=1.47 N減速機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL= 0.042467 Nm電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLM=(sincos )AFmgaa+m2 F Dh L GT i h 0000(/)2()2(/)()LDt ttL Dt ttppb =- =-= 0.060667 Nm4)計(jì)算電機(jī)軸加速轉(zhuǎn)矩（克服慣量）皮帶和工作物的慣量JM1= 0.000338 kgm2滾筒的慣量JM2= 0.000338 kgm2折算到減速機(jī)軸的負(fù)載慣量 JL=JM1+2JM2= 0.001014 kgm2電機(jī)慣量全負(fù)載慣量J= 0.001284 kgm

9、2電機(jī)軸加速轉(zhuǎn)矩TS= 5.183225 Nm5）必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩TM=(TLM+TS)*S安全系數(shù)= 10.48778 Nm6)負(fù)荷與電機(jī)慣量比慣量比N1= 3.7555562 2()2 ()2L LD m D mp p2 21 8 mD 2 LJ Jmi +2/LJ JmiMGJ b h L GT i h g=9.8 m/spi=3.1416皮帶輪間歇運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格JM=0.00027 kgm2S=2皮帶輪連續(xù)運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格說(shuō)明：由于是連續(xù)運(yùn)動(dòng)，所以在計(jì)算牛矩時(shí)只需考慮負(fù)載牛矩，啟動(dòng)牛矩忽略，但必須考慮到慣量的匹配機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)：皮帶速度：V=3 m/min其他常數(shù)皮帶與工作物總質(zhì)量mL

10、=40 kg*滑動(dòng)面摩擦系數(shù)=0.3*滾筒直徑D=0.1 m*滾筒質(zhì)量m2=1 kg*傳送帶和滾筒的機(jī)械效率=0.9*減速機(jī)機(jī)械效率G=0.7減速比i=3*外力FA=0 N*移動(dòng)方向與水平軸夾角a =0 1)電機(jī)轉(zhuǎn)速減速機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速N= 9.549274 rpm電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速NM= N*i= 28.64782 rpm2)計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩減速機(jī)軸向負(fù)載F=117.6 N減速機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL= 6.533333 Nm電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLM= 3.111111 Nm4)計(jì)算折算到電機(jī)軸的慣量皮帶和工作物的慣量JM1=(sincos )AFmgaa+m2 F Dh 2 2()2 ()2L LD m D mp

11、 pL GT i h =0.1 kgm2滾筒的慣量JM2=0.00125 kgm2折算到減速機(jī)軸的負(fù)載慣量 JL=JM1+2JM2=0.1025 kgm2電機(jī)慣量5）必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩TM=TLM*S安全系數(shù)= 6.222222 Nm6)負(fù)荷與電機(jī)慣量比慣量比N1= 10.353542 21 8 mD 2/LJ JmiG=9.8 m/spi=3.1416皮帶輪連續(xù)運(yùn)動(dòng)選型計(jì)算表格說(shuō)明：由于是連續(xù)運(yùn)動(dòng)，所以在計(jì)算牛矩時(shí)只需考慮負(fù)載牛矩，啟動(dòng)牛矩忽略，但必須考慮到慣量的匹配JM=0.0011 kgm2S=2分度盤(pán)機(jī)構(gòu)選型計(jì)算表格機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)：分度盤(pán)直徑DT=0.3 m分度盤(pán)厚度LT=0.01 m*工

12、作物直徑DW=0.05 m*工作物厚度LW=0.04 m*工作臺(tái)材質(zhì)密度=1500 kg/m3*工作物數(shù)量n=4 個(gè)*由分度盤(pán)中心至工作物中心的距離l=0.125 m定位角度=90 *定位時(shí)間t=1 s*加減速時(shí)間比A=25%減速機(jī)減速比i=7減速機(jī)效率G=0.71）決定加減速時(shí)間加減速時(shí)間仍然以定位時(shí)間的25%加減速時(shí)間t0= t*A= 0.25s2)電機(jī)轉(zhuǎn)速減速機(jī)輸出軸角加速度G=8.3776 rad/s2減速機(jī)輸出軸最大轉(zhuǎn)速N=20 rpm電機(jī)軸角加速度m= G*i=58.6432 rad/s2電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速NM= N*i=140 rpm3)計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩0(0)360t ttqp2-G0

13、 2tp 60因?yàn)槟Σ霖?fù)載及小，故忽略TL= 0Nm4)計(jì)算電機(jī)軸加速轉(zhuǎn)矩（克服慣量）工作臺(tái)的慣量JT=0.011928262 kgm2工作物的慣量JW1=（工作物同時(shí)繞工作物中心軸旋轉(zhuǎn),如果工作物沒(méi)有自轉(zhuǎn)，可以不考慮這部分慣量）=3.68156E-05 kgm2工作物質(zhì)量mw=0.11781 kg工作物的慣量JW=(按工作物體中心自轉(zhuǎn)）=0.007510388 kgm2全負(fù)載慣量JL= JT+JW=0.01943865 kgm25）加速轉(zhuǎn)矩負(fù)載折算到電機(jī)軸上的慣量：JLM= JL/i2=0.000396707 kgm2電機(jī)軸加速轉(zhuǎn)矩Ts=0.044963178 Nm6)必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩T=

14、（TS+TL）*S=0.089926355 Nm6)負(fù)荷與電機(jī)慣量比2/LJ Jmi432WWL Dpr432TTL Dpr24wwL Dpr2 1)wwnJm l(+()GLMMJJm+bh慣量比N1=2.8336224492/LJ Jmi其他常數(shù)G=9.8 m/spi=3.1416分度盤(pán)機(jī)構(gòu)選型計(jì)算表格電機(jī)慣量 JM=0.00014 kgm2安全系數(shù) S=2 *其他一.根據(jù)運(yùn)動(dòng)要求計(jì)算最大轉(zhuǎn)速和角加速度運(yùn)動(dòng)參數(shù)：減速比i=1*每次定位時(shí)間t=0.2 s*每次運(yùn)動(dòng)角度L=367 *加減速時(shí)間比A=30%*負(fù)載慣量J=0.000096 Kg.m21)速度曲線(xiàn)加速時(shí)間t0= t*A = 0.06

15、s2)電機(jī)轉(zhuǎn)速減速機(jī)輸出軸角加速度 =762.5444rad/s2減速機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速Nmax= 436.904762 rpm電機(jī)輸出軸角加速度M= i*= 762.544444 rad/s2電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速NM= Nmax*i= 436.904762 rpm電機(jī)輸出扭據(jù)：T= J= 0.07320427 NmTs 2T= 0.14640853 Nm00180 ()t ttqp-0()2 tpb 60g=9.8 m/spi=3.1416其他常常識(shí)識(shí)一.電機(jī)溫升電機(jī)溫度是指電機(jī)各部分實(shí)際發(fā)熱溫度,它對(duì)電機(jī)的絕緣材影響很大,溫度過(guò)高會(huì)使絕緣老化縮短電動(dòng)機(jī)壽命,甚至導(dǎo)致絕緣破壞.為使絕緣不致老化和破壞,對(duì)

16、電機(jī)繞組等各部分溫度作了一定的限制,這個(gè)溫度限制就是電機(jī)的允許溫度.電機(jī)的各部溫度的高低還與外界條件有關(guān),溫升就是電動(dòng)機(jī)溫度比周?chē)h(huán)境溫度高出的數(shù)值.T2-T1-溫升T1-實(shí)際冷卻狀態(tài)下的繞組溫度(即環(huán)境溫度);T2-發(fā)熱狀態(tài)下繞組溫度二.電機(jī)功率1. 根據(jù)電源電壓、使用條件、拖動(dòng)對(duì)象選擇電機(jī).要求電源電壓與電機(jī)額定電壓相符.2. 根據(jù)安裝地點(diǎn)和工作環(huán)境選擇不同型式的電機(jī).3. 根據(jù)容量、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)選擇電機(jī).如果容量選擇過(guò)小,就會(huì)發(fā)生長(zhǎng)期過(guò)載現(xiàn)象,影響電動(dòng)機(jī)壽命甚至燒毀. 如果容量選擇過(guò)大,電機(jī)的輸出機(jī)械功率不能充分利用,功率因數(shù)也不高.因?yàn)殡姍C(jī)的功率因數(shù)和效率是隨著負(fù)載變化的.4. 電機(jī)在恒定負(fù)載運(yùn)行下,功率計(jì)算公式如下:式中: P-電機(jī)的功率(KW); P1-生產(chǎn)機(jī)械功率(KW); 1-生產(chǎn)機(jī)械本身效率; 2 -電機(jī)效率.上式計(jì)算出的功率不一定與產(chǎn)品規(guī)格相同,所以選擇電機(jī)的額定功率(P1)應(yīng)等于或稍大于計(jì)算所得的功率1p p12= h h電機(jī)溫度是指電機(jī)各部分實(shí)際發(fā)熱溫度,它對(duì)電機(jī)的絕緣材影響很大,溫度過(guò)高