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步進(jìn)電機(jī)計(jì)算旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)例方法
發(fā)布時(shí)間：2020-10-21 07:54:24
已知：一旋轉(zhuǎn)平臺(tái)如下圖所示，
最大角速度w = 0.5 rad /s ；(1 rad = 57.3o )
轉(zhuǎn)臺(tái)質(zhì)量 Mo = 50 kg；半徑 R = 0.5 ms；
轉(zhuǎn)臺(tái)外緣有 4 個(gè)工件，質(zhì)量各為 M = 5 kg
工件處重復(fù)定位誤差 £ 0.2 mm；
求：電機(jī)型號(hào)、減速箱減速比、減速箱型號(hào)（自己選擇）。
解：
1．電機(jī)速度、減速比的選擇：
最大轉(zhuǎn)速為 nmax = w / 2p = 0.5 / 2p = 0.159 r/s = 9.55 rpm
如果選用步進(jìn)電機(jī)，最大速度取 500 rpm，
則，減速比 i = 50
2．定位精度的驗(yàn)算：
旋轉(zhuǎn)角的精度a = arctg ( d / R ) = arctg ( 0.2 /1000) /0.5 = 0.02292 度；
要求電機(jī)的定位精度am = a×i = 0.02292×50 = 1.146 度；
而步進(jìn)電機(jī)的定位精度為 360 / 400 = 0.9 度。
故可選用步進(jìn)電機(jī)。
3．力矩計(jì)算：
轉(zhuǎn)臺(tái)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J = 4×M R2 +（Mo/2）R2
= 4×10×0.52 + (50 / 2 )×0.52 = 16.25 kg m 2
轉(zhuǎn)臺(tái)的角加速度e = Dw / Dt = (0.5-0)/0.2 = 2.5 rad/s2
轉(zhuǎn)臺(tái)軸上的力矩 T = J e = 16.25×2.5 = 40.625 N m
電機(jī)軸上的力矩 Tm = T/ i = 40.625/50 = 0.8125 Nm
如果用行星齒輪減速箱，取安全系數(shù)為 2，電機(jī)力矩要大于 1.625 Nm。
如果用蝸輪蝸桿減速箱，取安全系數(shù)為 4，電機(jī)力矩要大于 3.25 Nm。
4．電機(jī)型號(hào)：
選用 86步進(jìn)電機(jī)。其靜力矩為 4.5 Nm,其力矩速度曲線如下：
5．減速器與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的關(guān)系：
設(shè)：負(fù)載（轉(zhuǎn)臺(tái)）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J，減速箱、軸等慣量不計(jì)。
比較有減速器和無減速器的差別。
有減速箱，減速比為 i
無減速箱
因?yàn)椋?/div>
所以：
l 對(duì)于電機(jī)而言，使用減速箱有二個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是力矩可減小 i 倍；二是負(fù)載慣量可減少
i2倍。
l 對(duì)應(yīng)負(fù)載（轉(zhuǎn)臺(tái)）而言，不管有無減速器，力矩是一樣的。有減速器可以增加系統(tǒng)的
阻尼力，減小系統(tǒng)的振動(dòng)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；但減速器有空回誤差問題。
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