1、确认步距角
根据定位精度,选择步距角及驱动器细分。
2、电机转矩大于负载转矩:
旋转运动中:
T=Jα
式中:
T一一转矩(相当于直线运动(F=ma)的力),N*m;
J一一转动惯量(相当于直线运动的力),kg*m^2;
α一一角加速度,rad/s^2;
电机转矩=角加速度x惯量x安全系数
计算时需注意单位统一。单位N*m,kg*m^2,rad/s^2 ,安全系数大于等于2倍。
单位换算举例:
J=20kg*cm^2=0.002kg*m^2
α=10r/s^2=10x2xπ(rad/s^2)
两个方便实用的单位换算公式:
1kg*m*s^2=9.8kg*m^2;
1kg*m=9.8N*m
注:上述两式仅用于计算过程当中,以方便我们的实际工作,由于单位发生了变化,物理意义也就不同了,所以不能简单地将换算后的单位作为原物理量的单位。
角加速度跟转速和加速时的启动时间有关。
角加速度等于角速度的变化率除以变化时间
例如已知:精度为90°±0.5°(0.5°根据实际使用确定,用于选择步进电机的步距角或者细分数。
角加速度=2πn/t
3、保证惯量匹配,电机转子惯量>负载惯量/(5i^2)
注:5为惯量匹配系数,咨询电机供应商,i为减速比,直联时取i=1。
注:转子惯量能满足要求时大部分情况所选电机都能满足要求。
折算到电机轴的转动惯量计算:
(1)带有减速机时
电机惯量Jm;
减速机的惯量为Jg;
减速比为N;
负载总惯量为J负;
加减速机后:
负载总惯量J折算到电机的惯量:J负/(N^2)
总惯量Jtotal:负载总惯量反映到电机的惯量加上减速箱惯量Jg
负载惯量到电机惯量的比率为Jtotal/Jm
(2)直联时:减速比N=1
补充知识:
质心:
质点系的运动不仅与作用在质点系上的力及各质点的质量大小有关,而且与质量的分布情况有关。
质点系的质量中心,简称质心,又称惯性中心。
注:在重力场内,质点系的质心与重心相重合。但应注意,质心与重心是两个不同的概念,质心完全决定于质点系各质点的质量的大小及其分布情况,不论质点系在宇宙空间什么位置它都存在,而重心只是当质点系位于重力场中时才存在。
重心:研究对象的重力的中心,即重心。
物体的重心位置与物体如何放置无关。
对于平面图形,其重心坐标公式如下(注:分割法求解时,切去部分的体积或面积应取负值。):
式中:
Si一一分割图形的面积(挖去部分的面积取负值);
xi一一分割图形的形心x坐标;
yi一一分割图形的形心y坐标;
S一一平面图形总面积;
对于均质物体,其重心的位置与其重量无关,而仅与其几何形状有关。物体的几何形状的中心又称为物体的形心。
对于均质物体,其重心和形心位置是重合的。
在工程实际中,构件的形状往往比较复杂。但他们大多数都由一些简单形状的面积或体积组成(如矩形、三角形、圆、球体、主体等)。对于这类问题,可以用分割法把它分成若干简单形体,组成的图形体的重心是容易求得的,然后根据重心坐标公式求出整个形体的重心。
例:
下图为激振器中的偏心轮均质等厚,各部分尺寸为R=10cm,r2=1.3cm,r1=3cm,试确定偏心轮的重心位置。