【電機教程】一個視頻學完機械工程師工作中的所有電機，目前最完整的電機專題精講教程，機械設計零基礎入門教程！！ P14 - 【步進電機】電機的選型計算1

大家好 我是蔣學雲飛 今天來聊一下部機電機相關的知識 那本節課主要是講解電機的選行計算 拿一臺絲桿機構爲例 在本臺設備中呢 有一個絲桿機構 部機電機通過磨片式連軸器連接後方的滾珠絲桿 那麼絲桿的那麼做 帶動整個機構呢 在導軌上方通過滑塊實現一個左右的運動 我們先來看已知條件啊 第一個條件就是分辨率0.05毫米 指的是我需要整個機構在運動時最小的運動距離是0.05毫米 好那麼負載的質量20千克 運動速度0.5秒運動20毫米 這裏要注意啊 不是說每0.5秒運動20毫米 而是呢 整個過程由加速 勻速和減速組成 對吧 那麼這個過程運動的距離是20毫米啊 好 那麼加速時間呢 0.2秒 絲桿導程我給的是10毫米 也就是0.01米的樣子啊 那麼絲桿的直徑呢 15毫米0.015米 對吧 絲桿的長度600毫米0.6米啊 那麼接下來我們要進行這個選行計算了啊 先計算什麼呢 勻速扭矩 好 那麼勻速扭矩它的計算公式就是扭矩它的餘力乘以力臂 那這是介入公式啊 但是呢 在絲桿機構中 我們要稍微的改變一下 這裏的力指的是什麼力 就是摩擦力 對不對 μmg 那力臂呢 就是絲桿的導程再除以二π來公式啊 我寫在這裏了 力的話就是摩擦力 μmg 力臂呢 絲桿導程再除以二π 那我們往後看啊 這裏我得出的結果是0.032牛米 這個是計算的過程啊 咱們可以來捋一下 摩擦係數給的是多少呢 給的是0.1 因爲這裏滾珠絲桿呢 倒過好壞都是滾珠摩擦 對吧 所以說摩擦係數啊 我給的是0.1 好 m就是機構的質量 20千克 對不對 好 0.1乘以20 得的結果是2 好 那麼g重力壓速 我取了10 方便計算 當然你想取9.8也可以啊 得的結果是20 好 那麼這裏的導程多少呢 0.01米 對不對 再乘以0.01 好 那再除以二π 6.28 看到這裏是除以2.28 得的結果是0.0318 我直接就是寫0.032牛米了啊 好 這是宇雲素扭矩的計算 好 那麼接下來呢 來計算這個加速扭矩 加速扭矩呢 它等於灌量乘以角壓速度 那此時灌量啊 有兩種灌量 先看這個機構啊 其中 靈州器絲桿是在旋轉 對不對 那麼機構呢 是在達果上方通過滑塊左右運動的 那這是兩種運動形式啊 運動形式不同的話呢 灌量的計算公式也不一樣 我們先說旋轉 公式二分之一mr方 g旋等於二分之一mr方啊 其實這個灌量的標準 計算公式應該是 g等於mr方 但如果說是圓柱體繞着中心旋轉 直接用這個公式就行了 二分之一mr方 它其實是通過積分得出來的 大家不用去研究它啊 直接用就行了 那我們來看啊 我這裏呢用東方馬達的旋轉鍵 寫了一個圖 其中就會有這個結果啊 來看 圓柱體就是絲桿或者是靈州器啊 靈州器我忽略了 太小了 只算絲桿就可以了 繞着x軸旋轉 看到沒有 好 那麼絲桿的直徑15毫米 已知條件裏面有 絲桿的長度600毫米 材質我選的是補鏽鋼的啊 密度會稍微大點 所以得出的結果是0.239乘以10的-4次方千克平方米 那這是結果啊 0.239 好 那這個平移所產生的灌量呢 公式是m乘以a比2π平方 其中a它是單位動量 在絲桿機構中指的是絲桿導程啊 那我也同樣用工具算出結果了 單位動量絲桿導程10毫米 那麼機構的質量是20千克 對不對 到這結果是0.507乘以10的-4次方千克平方米 那麼兩者相加就是整個機構運動所產生的總灌量0.704啊 0.746啊 單位呢是乘以10的-4次方千克平方米啊 這個單位大家可以記一下啊 0.746啊 這是結果 好 那我們再算什麼呀 再算角加速度 角加速度它等於角速度除以加速時間 來我這裏寫公式啊 角加速度β 它等於角速度ω 除以加速時間 好 然後呢 角速度 它等於2π 乘以這個轉速 然後呢把下方的公式 相當於說 放到上方的公式中間 把這個ω角速度去掉 那得出結果 就是它 2πn除以這個t n是這個轉速 t是什麼 t是這個加速的時間 對吧 好 那麼轉速啊 我們來看啊 剛剛在 以日條件裏面給了 哎 這裏呢 我需要0.5秒 而往前運動20毫米 對不對 那你看啊 加速時間0.2秒 減速時間同樣1.2啊 移動時間0.5 那麼移動量是20 對應的轉速是多少啊 400轉每分鐘 這是 步進行機正常的工作範圍 轉速的工作範圍啊 好 那我們再往下看啊 轉速確定了啊 400轉每分鐘 那接下來就去計算這個角的加速度嘛 對不對 那要換算成這個轉每秒啊 單位要統一 所以說400除以60就是6點 6.67轉每秒的樣子 對吧 好 那再乘以2π 再除以這個加速時間 步進行機加速時間0.2啊 得出結果209 啊 209呃單位就是弧度每秒方 這是角加速度的這個單位啊 弧度每秒方 好 那麼接下來啊 用角加速度乘以這個總的慣量0.746 對吧 我沒記錯啊 好 得出的結果多少呢 得出結果是0.016牛米 好 那麼我們要去計算總扭矩了啊 總扭矩 剛剛說的是加速扭矩啊 它的慣量乘以角加速度 慣量是0.746 角加速度是209 得出的加速扭矩是0.016牛米 對不對 好 勻速扭矩是一開始就算好了啊 0.03 那麼相加 再除以這個效率效率的話 你想啊 這裏滾珠四杆 還有呢 導火好快 現在很高 咱們給0.9好吧 安全係數啊 我這裏先給兩倍 好 得出的結果 大家可以看一下啊 這裏是相加0.048 再除以效率0.9 再乘以安全係數2 那就是0.11牛米 對吧 好 這裏安全係數啊 我暫時給兩倍 其實可以給三倍啊 要更可靠一些 那麼接下來呢 要進行慣例匹配 要去確定電力信號了 那麼我們來看這個位置啊 有一個分辨率是0.05毫米 對不對 好 那麼分辨率 它指的是機構 最小的運動距離 那麼這裏0.05再除以四杆的導程是10 然後呢 是1%嘛 再乘以這個360度 得出結果1.8度 就是我所需要的電機的步就腳了 那對應的是那兩項的步進電機 對吧 這裏咱們回過來說一下啊 回過來說一下 然後呢 看這個電機樣冊 我這是從雷塞步入進電機樣子裏面截了個圖啊 兩項的同學們 42是常用的 5786常用的 對吧 像那種20的60的就用的比較少 所以是我直接挑的是42的啊 挑的是42的 然後呢 看保持轉矩 這裏最小是0.21 對不對 那我要求的是0.11 可不可以 可以啊 這個足夠 是吧 這個是足夠的啊 你給三倍安全係數的話呢 應該是0.15 這個也夠 對吧 這裏我給的是兩倍安全係數啊 0.1 這個絕對是夠用的 再看什麼呢 再看轉子斷量 這裏提供的數值是35 單位是克每平方釐米啊 注意 克每平方釐米 好 而我剛剛計算得出的結果是0.746 但是它的單位是什麼呢 千克每平方米 所以說你要統一一下單位 然後呢 用這個總光量除以定積轉的光量 只要說滿足小於30 那就夠用 就可以用啊 就能夠保證定積在工作時低精度可以 第二 想時間夠用 第三個壽命會比較長 如果說你大於30的話 那第一精度不高 第二呢 想時間不快 第三的話呢 可能用的時間變得壞掉了 所以大家在選擇步進進進時 要注意進行慣例匹配 好吧 牛菌滿足的同時啊 這個光量也要能夠滿足 是總光量除以定積轉的光量啊 要小於30 好 那我們可以稍微的算一下啊 0.746 乘以10的-4次方千克平方米 那就是0.746 要換成 換算成這個平方釐米 把那10的-4次方去掉就可以了 對不對 好 也就是 我看啊 這裏是0.746千克 這裏是克 那就再乘一千 對吧 也就是746啊 746再除以35 21 對不對 那小於30 滿足要求的 所以說我們可以直接選擇這個42的兩項步進進積 七深長33的 這個第一個型號的就可以了 對吧 好 那今天啊 關於呢 絲桿機構中步進精力選行 我們拿了一個例子來講 對不對 好 那麼下節課呢 來講講紅布帶機構中啊 步進精力選行 好吧 好 那今天呢 咱們講到這啊 我是雲飛老師啊 如果說想要領取這個東風馬達的這個工具的啊 可以私信我 或者在評論區留言 好吧 今天講到這啊 我是雲飛老師 咱們下節課 再見啊