伺服电机选型设计计算

数控系统滚珠丝杠及马达选定计算(1/2)非标设计QQ:25016270dudu_2011.05.04unitX-25Y-25Z-25計算式1BallScrew使用条件（Lead5）（Lead5）（Lead5）考虑装配原因取滚动导轨µ=0.1计算运动条件轴转-螺母运动轴转-螺母运动轴转-螺母运动导轨面摩擦阻力，正常µ=0.003-005移动物体质量MKg8015050垂直时预压等级按中预压、取300N/m移动距离Ltrmm10001800600移动物体质量为工作台+物体总和实际输送速度fm/min60918αG0.6800.2000.153加速度国产立加为0.5G，国外稍大最大转速Nmaxmin-1150015001800速度曲线根据节拍事先确定运动精度C3C3C3根据工件精度要求润滑方式GreaseGreaseGrease安装方式固定-固定固定-支撑固定-支撑根据实际情况，每种方式适应不同场合传动方式X、Y轴为水平传动；Z轴为垂直传动希望寿命LHF1N613.872445.41594.97F1向左等加速=μmg+f+man1min-11200.00022.50090.000F1上升等加速=f+ma+mgt1s0.150.080.20F2N80.752151.41520F2向左等速=μmg+fn2s150015001800F2上升等速=f+mgt2s1122F3N-452.368-142.59445.03F3向左等减速=μmg+f-man3min-11200.00022.50090.000F3上升等减速=f+mg-mat3s0.150.080.20F4N-613.872-445.41385.03F4向右等加速=-μmg-f-man4min-11200.00022.50090.000F4下降等加速=-f+mg-mat4s0.150.080.20F5N-80.752-151.41460F5向右等速=-μmg-fn5min-1150015001800F5下降等速=-f+mgt5s1122F6N452.368142.59533.5F6向右等减速=-μmg-f+man6min-11200.00022.50090.000F6下降等减速=-f+mg+mat6s0.150.080.20F7N00392F7待机时间n7min-1000t7s2.600.507.60FmN317152492Nmmin-11292148115072B/S单元台湾台湾台湾国外丝杠螺纹长颈比70（正常情况）丝杠外径Dmm202515国产丝杠螺纹长颈比30（正常情况）导程lmm40510导程根据电机转速、传动速度定旋转方式R/LRRR安装距离Lbmm11001942700丝杠全长Lmm12002000800螺母形式FSW2505-3FSW2505-3FSW2505-3根据选丝杠螺母滚珠卷数3x13x13x1预压载荷FpN100010001000轴向窜量dmm000额定载荷动CaN169001690016900静CoaN446004460044600刚性KbN/μm3支撑侧（NSK）（NSK）（NSK）固定侧形式17TAC47B17TAC47B17TAC47B17x47x1517x47x1517x47x15预压载荷N刚性N/μm定格荷重额定动Ca(1列)N245002450024500极限动N320003200032000PretentionN反向驱动侧型式（NSK）（NSK）（NSK）17x47x1517x47x1517x47x15予圧荷重N剛性N/μm额定载荷额定动Ca(1列)N193001930019300N250002500025000☀马达有效转矩N.m1.1243645950.2296900170.76722738额定扭矩大于此值Item20,000载荷条件平均567极限动运动加速度（平均）LinearRoller21341594734985419SheetXYZ轴1/22020/7/151轴名称X-25Y-25Z-25Note2输送速度(m/min)609183丝杠外径(mm)2025154丝杠导程(mm)405105最大转速(min-1)1500150018006螺母形式(NSK)FSW2505-3FSW2505-3FSW2505-37有效卷数3x13x13x18移动距离(mm)100018006009固定方式固定ー固定固定ー支持固定ー支持10丝杠螺纹全长(mm)1100194270011丝杠全长(mm)1200200080012关键速度Criticalspeed○○○Ｎｃ=（f*dr／Ｌ＾２）E+7(min-1)31678743852实际速度小于此值f：安装相关系数r21.915.115.1dr：丝杠谷径(mm)17.521.82512.5L：安装距离(mm)11001942700（Ｌ事先设定）13Dn=D＊n300003750027000按表比较D：滚珠丝杠直径（ｍｍ）20.0025.0015.00n：realiteSpeed（min-1）150015001800Nm(MaxSpeed)=α60λ^2(EIG/Γa)^2/2ΠL^2(min-1)31678743852取安全系数α=0.8λ:安装相关危险系数(见右表)4.733.9273.927dr：丝杠谷径(mm)17.50021.82512.500L：安装距离(mm)1100194270014温升对丝杠传动精度影响○○○λ=ａ*Ｌs*ｔ（ｍｍ）0.0260.0470.017a:热膨胀系数(1/°C)1.20E-051.20E-051.20E-05Ls：丝杠螺纹长（ｍｍ）11001942700t：温升数值（°C）222一般情况取2-315丝杆临界压曲载荷计算○○○P1=b*∏^2*E*I/2L^2=adr*4*10^4/L^2(N)1573561365082最大载荷小于此值Ｅ：弹性模量2.04×105(N／mm2)204000204000204000dr：丝杠谷径(mm)17.50021.82512.500L：安装距离(mm)1100.0001942.000700.000a：安装相关系数(见右表)20.310.210.216丝杠理论寿命计算○○○国外丝杠螺纹长颈比70（正常情况）B/S额定动载荷Ca(N)169001690016900国产丝杠螺纹长颈比30（正常情况）B/C轴向平均载荷Fm(N)317152492荷重系数fw1.21.21.2B/S平均回转数Nm(min-1)129214811507疲劳寿命(回转数)L=(Ca/(Fm*fw))^3E+6(rev)8.79E+108.03E+112.35E+10疲劳寿命(时间)Lt=L/(60*Nm)(H)1.13E+069.03E+062.59E+0517轴承理论寿命计算○○○Bearing型式17TAC47B17TAC47B17TAC47BBearing额定动载荷Ca(1列)(N)245002450024500Pretentionforce(N)1543596019949856Doubleancher配分安全系数1.21.21.2Bearing平均荷重Fm(N)190.190.9295.2Bearing平均回转数Nm(min-1)129214811507回转数寿命L=(Ca/(Fm*fw))3*E+6(rev)1.24E+121.13E+133.31E+11时间寿命Lt=L/(60*Nm)(H)1.60E+071.27E+083.66E+0618丝杆临界压缩拉伸载荷计算○○○P2=σ*∏*dr^2/4=116*dr^2355255525418125最大载荷小于此值σ：容许拉伸压缩应力(MPa)147147147dr：丝杠谷径(mm)17.521.82512.519马达选定相关计算○○○最大旋转扭矩计算Tmax=T1+T24.4872201451.8550396181.096112676最大扭矩大于此值外部扭矩T1=Fa*l*A/2∏η(N.M)0.5696790120.1335185190.922398589垂直时为上升等速加速扭矩T2=J*w'*10^3(N.M)3.9175411331.7215210990.173714087惯性力矩J=m(l/2∏)^2*A^2/10^6+Js*A^2(kg.M^2)0.0033931680.0006970850.00016718角加速度w'=2∏Nm/60t(rad/s^2)1049.582058944.622丝杠全长惯性力矩Js=J1*ι(Kg*m^2)0.00014760.0006020.0000404惯量比(负载/电机)单位长度丝杠惯性力矩J1(1*10^(-3)Kg*cm^2)/mm1.233.010.505日系10倍(详见样本)马达所需惯性力矩Jm=J/C(Kg*m^2)0.0003393170.0001394171.6718E-05欧系20倍(详见样本)数控系统滚珠丝杠及马达选定计算(2/2)非标设计QQ:25016270dudu_2011.05.041594734985419SheetXYZ轴2/22020/7/15