8小時超快速精通機械設計|2026最新版機械設計保姆級教程，學生/零基礎小白/轉型/在職提升人員通用，從來沒有人把機械工程師的知識體系和能力要求講得這麼細！ P14 - 電機篇：13、滾珠絲槓模組伺服電機選型計算

大家好 歡迎來到二禮拜飛鏢機械設計課堂 電機選行專利篇 我是蔣世南風 今天的話呢我們來講一講啊 滾珠思感模組當中 伺服電機的選行計算啊 老師會帶着大家呢 將這樣的一個計算流程和步驟呢 都給大家進行演示 如左圖所示 大家可以看到的啊 很多設備裏面都會用到這樣的模組 由伺服電機提供動力是不是 然後的話呢 我們的傳動端是一個思感模組 進行水平的前後運動 那麼像這樣的一個結構 很多情況下用於高速高精度的場合 是不是好 那麼今天結合這樣的一個結構啊 老師的話呢做了這樣的一個參數 是不是大家可以看到的啊 這個參數的話我給定了思感的尺寸 是吧包括負載的質量 以及我們的運行時間 定位時間加速時間元素時間減速時間 都給大家做了一個定義 那麼根據這樣的一個參數啊 結合我們上一節課講到的是吧 思感模組當中 或者是我們同步代模組 我們電機選行的十步法 那我們一起來看一下 整個的怎麼樣去計算啊 好首先我們來看到 我們給定了這樣的一個數值之後的話 參數之後我們首先計算思感的參數 爲什麼呢 因爲我們後期要計算它的慣量 所以我們前面是沒有 直接給定思感的質量的 那麼我們可以根據其相關的參數 計算出它的這樣的一個截面積及體積 是不是然後的話呢 根據這個體積成爲我們的質量密度啊 那麼我們可以得出它的這樣的一個質量 好那麼得出了這個思感的質量之後 我們就可以來算這個慣量的啊 好大家可以看到這個簡圖這個簡圖 那麼呢它有兩個慣量 第一個慣量是我們思感呢 它進行旋轉的慣量 第二慣量呢就是我們的連軸器的慣量 第三個就是我們負載水平移動的平動慣量 首先我們來看啊 怎麼計算旋轉慣量 旋轉慣量按照表2分之1mR的平方 很多同學對於m省以d的平方除以8 不知道啊 這個d是直徑嘛 所以我們要除以2 理解吧 所以這裏的話呢就乘了8 是不是啊 因爲還要省一個4分 呃這個4分之1是不是 看到沒有因爲這裏要除以2嘛是不是 好那麼此時的話 我們就可以得出思感的旋轉慣量 好那麼這裏的話呢就是第一個慣量計算 第二個慣量叫連軸器旋轉所產生的慣量 這個呢 我們可以根據生產產家的目錄數值 進行計算吧 這裏吧我就直接給定了啊 是吧好那麼第三個 就是呢我們在進行計算的時候我們要呢 計算負載直線運動的慣量 負載直線運動的慣量 以這個思感模組爲例 他就等於什麼呢等於我們的質量 也就是說我們負載平動的時候的質量 所以我們的導乘是吧 除以2π過2等於平方 好那麼這個公式是推導出來的啊 理論力學裏面是沒有的 所以我們得出負載的慣量 就等於0.507 所以是負4次方千克米的平方 好那麼此時呢 我們要把三者相加 就等於他的這一個負載啊 他的總慣量 理解吧所以旋轉慣量 兩個旋轉慣量加一個平動慣量好 那麼得出慣量的話呢 我們再來進行速度計算 首先的話呢我們要知道 一般來說我們的運行模式是採用 梯形曲線運行模式 因此的話我們可以計算出思感的轉速 以及思感的腳加速度是不是 好那麼我們得出的腳加速度 大家可以看到 1256弧度每秒的平方 那麼此時的話呢 我們就可以的後期就來計算力矩了 是不是好那麼力矩的計算分兩步 第一個首先分析他的受力好 此時大家可以看到的啊 那麼呢進行受力分析的話 那麼有加速端有的元素端 所以我們按元素元素進行這個運動的話呢 他只受摩擦力 所以此時他的受力這裏看到沒有 受力計算的話呢 f 等於面面積是不是 好那麼我們計算出 f 等於面面積之後 我們的第四步就可以進行元素力矩了 元素力矩的計算等於外力所以導成 除以二派所以我們的效率是吧 那麼此時的話我們可以得出0.035牛米 好那麼我們得出來之後 我們可以呢繼續計算啊 因爲元素力矩的話呢 只是力矩當中的一個 我們還有一個加速力矩要計算 加速力矩等於灌量所以腳刷出出於效率 那麼呢我們的加速力矩正義 0.129牛米了啊 總力矩的話呢 就等於我們的元素力矩加加速力矩 同時的話我們要省一定的安全係數 那麼呢用來選擇這個電機 所以在這裏的話我們省以1.5倍的安全係數 那都等於0.24牛米了啊 那麼因此大家可以看到的從上到下 我們終於把這個電機啊 選習所需要的力矩大小給計算出來了 那麼此時我們只需要電極滿足 也就是說 他輸出的額定力矩大約0.26牛米 就可以了是吧 好那麼此時大家可以看到啊 我們在進行設計用的時候 我們的這樣的一個灌量比的計算 那麼也就是說的話呢 我們進行這個計算的話呢 灌量比是滿足要求的 是吧 此時我們再來進行選擇合適的電機 選擇合適的電機的話 我們可以看到這個匯傳的選行樣冊是吧 匯傳的那樣是額定力矩 看到沒有額定力矩的話呢 這邊有一個0.16的50瓦的 0.32的是多少瓦的100瓦的 那麼此時大家看到我們的負載力矩 只要0.26牛米 那麼也就是說0.32牛 我們計算出來的這樣的一個參數的話呢 相對來說是小於這個參數的 那麼也就是說 0.32額定力矩的對100瓦的電機 完全滿足這樣的一個要求 所以相對來說 我們最終就選擇了100瓦的伺服電機 那麼這就是整個的一個流程 大家可以看到沒有 我們首先計算的這個灌量 然後呢計算的對應的兩個力矩 對應的兩個力矩之後 在最後來計算灌量比同時的話呢 結合這個灌量比結合我們計算的力矩 選擇對應的電機就行了 那麼這就是我們整個的一個選心流程啊 好那麼今天的話呢 給大家計算出了這樣的一個選心流程 那大家應該對這個 滾珠四感模組當中的伺服電機選心 應該有一個很清晰的認識啊 當然的話呢 同學們可以對照我這樣的一個例題 自己再計算一遍 看是不是這樣子的啊 最後我們在進行這個計算的時候 如果遇到了相關的這樣的結構 相近的結構 大家可以參照我這樣的一個形式啊 好吧整個流程來計算就可以了啊 當然的話呢在這裏我要提醒一點 就是說呢水平運動 我們在計算元素力矩的時候 只要計算摩擦力 但是如果是我們在的 好量的時候是垂直的攻掛 那麼垂直的攻掛那還需要加一個加一個重力 也就是說加mg啊 這個呢我要給大家的 就是說單獨的說一下 在最後的話好吧 好那麼今天的內容我們就講到這裏啊 我是南風老師我們下一節課再見