电机选型计算个人总结版.doc

电机选型-总结版
电机选型需要计算工作扭矩、启动扭矩、负载转动惯量，其中工作扭矩和启动扭矩最为重要。
1工作扭矩Tb计算：
首先核算负载重量W，对于一般线形导轨摩擦系数μ=0.01，计算得到工作力Fb。
水平行走：Fb=μW
垂直升降：Fb=W
1.1齿轮齿条机构
一般齿轮齿条机构整体构造为电机+减速机+齿轮齿条，电机工作扭矩Tb的计算公式为：
Tb=Fb∙D2
其中D为齿轮直径。
1.2丝杠螺母机构
一般丝杠螺母机构整体构造为电机+丝杠螺母，电机工作扭矩Tb的计算公式为：
Tb=Fb∙BP2πη
其中BP为丝杠导程；η为丝杠机械效率（一般取0.9~0.95，参考下式计算）。
η=1-μ'∙tanα1+μ'tanα
其中α为丝杠导程角；μ’为丝杠摩擦系数（一般取0.003~0.01，参考下式计算）。
μ=tanβ
其中β丝杠摩擦角（一般取0.17°~0.57°）。
2启动扭矩T计算：
启动扭矩T为惯性扭矩Ta和工作扭矩Tb之和。其中工作扭矩Tb通过上一部分求得，惯性扭矩Ta由惯性力Fa大小决定：
Fa=W∙a
其中a为启动加速度（一般取0.1g~g，依设备要求而定，参考下式计算）。
a=vt
其中v为负载工作速度；t为启动加速时间。
Ta计算方法与Tb计算方法相同。
3 负载转动惯量J计算：
系统转动惯量J总等于电机转动惯量JM、齿轮转动惯量JG、丝杠转动惯量JS和负载转动惯量J之和。其中电机转动惯量JM、齿轮转动惯量JG和丝杠转动惯量JS数值较小，可根据具体情况忽略不计，如需计算请参考HIWIN丝杠选型样本。下面详述负载转动惯量J的计算过程。
将负载重量换算到电机输出轴上转动惯量，常见传动机构与公式如下：

J=W×BP2×1032×1GL2

J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）
W：可动部分总重量（kg）
BP：丝杠螺距（mm）
GL：减速比（≥1，无单位）

J=W×D2×1032×1GL2

J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）
W：可动部分总重量（kg）
D：小齿轮直径（mm）
链轮直径（mm）
GL：减速比（≥1，无单位）

J=J1+W×L1032×1GL2
J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）
J1：转盘的转动惯量（kg·m2）
W：转盘上物体的重量（kg）
L：物体与旋转轴的距离（mm）
GL：减速比（≥1，无单位）

4 电机选型总结
电机选型中需引入安全系数，一般应用场合选取安全系数S=2。则电机额定扭矩应≥S·Tb；电机最大扭矩应≥S·T。同时满足负载惯量与电机惯量之间的比值≤推荐值。