常用電機類型、介紹與應用!涵蓋所有電機知識(普通、伺服、步進、直驅電機),入門到精通,學會讓你的設計選型工作變得遊刃有餘! P5 - 4步進電機設計選型計算

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2026年10月26日
AI 生成·可能包含錯誤
視頻概述
AI 生成本影片由王晨老師主講,詳細演示如何為同步帶傳動機構選型步進電機。透過設定具體的負載質量、速度與分辨率要求,逐步計算節緣直徑、驅動細分、負載轉矩及慣性轉矩,最終確定滿足安全餘量的電機型號。
大家好,我是王晨。
接下來我們來學習一下步捷連擊的設計旋轉。
步捷連擊在我們做機械飛飄設計的時候用的非常多。
很多同學對於步捷連擊它的選型不是很瞭解。
今天老師將以一個立體的形式給大家來展示一下,
步捷連擊如何去選它的一個型號。
好,這句話我們來看一下,
假設我們做一個同步帶,
將步捷連擊可以旋轉,
這個運動轉換成直線運動的一個機構。
那負載的一個質量的話呢,
m等於20千克。
移動的速度的話呢,
v等於0.3米每秒。
同步帶輪的一個型號爲5mm,
節距的話呢,
爲這個5毫米。
尺數的話呢,
我們是30。
那摩擦係數,
因爲我們做同步帶模組的話呢,
它的摩擦係數是,
我們會裝這樣的一個直線滑軌,
所以摩擦係數是比較低的,
我們給它0.1。
那麼這個分辨率的話,
要等於0.5mm。
那我們首先的話,
計算一下,
這個同步帶輪的話呢,
這個直徑和減速比。
同步帶輪的話呢,
這個節緣直徑的話呢,
第一啊,
我們的節距的話呢,
p是等於,
這個p等於5毫米。
那麼尺數的話,
等於30。
那這個節緣直徑的話是,
第一等於呢,
我們的一個尺數,
乘以節距,
然後再除以π。
算出來的話呢,
是等於0.04775米。
那麼電機的話呢,
每轉負載移動的距離,
同步帶的話呢,
這個傳動的話呢,
電機旋轉一圈,
也就是我們負載,
移動的一個帶輪的一個周長。
那a是等於呢,
π乘以d。
算出來的話,
大概就是0.15米。
然後其實的話,
就是我們電機,
確定這個電機的驅動方式,
和所需的一個步數。
那麼要求的分辨率的話,
要等於0.5。
那我們把它畫出來的話呢,
這個就是0.005的話米。
然後呢,
這個脈衝轉速的話呢,
是p等於s除以l。
那就是拿0.15的話呢,
去除以呢,
這個0.0005等於呢,
300。
那選擇步進電機的話呢,
這個類型和系風,
常用步進電機的話呢,
這個基本的一個步數角爲1.8度,
也就是說的話呢,
是200步的話每轉。
那麼如果說是要達到300步的話呢,
每轉的話呢,
這裏的話呢,
我們就需要的話呢,
設置這個驅動器系風。
所需要系風的話呢,
我們可以拿300呢,
除以200等於1.5。
1.5的話是一個非標準的一個系風值啊,
通常我們可以選擇一個標準啊,
這個且高的一個系風值,
那以獲得更平穩的運動和這個更高的一個分辨率啊,
可以選擇一個16系風的,
那實際的步數的話呢,
這個就是200的話呢,
360等於呢,
3200轉。
那麼啊,
這個實際的分辨率的話,
s除以3200啊,
等於呢,
0.15除以3200的話呢,
我們來算出來是0.046875毫米,
這個是遠高於我們0.5毫米的啊,
的一個要求,
所以呢,
是可以滿足我們的需求的,
那其次的話呢,
我們來計算一下這個負載轉矩,
首先的話呢,
計算我們的一個摩擦力F,
F的話呢,
是等於μ乘以m乘以g,
μ的話0.1對吧,
20千克,
然後乘以9.8,
9.8的話是我們的中低加熱度,
算出來是19.6牛啊,
然後再計算這個負載的一個轉矩,
負載轉矩的話呢,
是等於呢,
T是等於呢,
F乘以r,
也就是我們的一個直徑除以r,
再啊,
再除以我們的一個效率啊,
這個效率的話是我們系統效率,
對於同步帶效率的話呢,
一般我們是0.7到0.9,
這地方我們可以取一個0.8,
那算出來的話呢,
是0.585的話呢,
牛米啊,
代入數值,
接下來的話呢,
再計算啊,
我們礦星負載的一個轉矩T啊,
加速時間,
通常取加速時間的話,
就移動一個脈衝,
距離所需要的一個時間,
二分之一到四分之一啊,
加速時間的話呢,
我們可以設定爲呢,
Ta等於0.1秒,
那麼啊,
計算這個腳剎度度啊,
腳加速度的話呢,
這個a的話呢,
是啊,
我們首先的話呢,
把這個轉速算出來,
轉速的話是等於呢,
v啊,
除以s,
也就是說我們的話呢,
就是這個速度的話呢,
除以周長,
呃,
拿這個0.3的話呢,
去除以0.15,
然後算出來的話,
然後的話呢,
這個腳速度的話呢,
我們是可以拿呢,
呃,
這個公式的話,
轉速的話,
二乘以π,
再乘以我們轉速的話,
除以60,
呃,
算出來的話是等於呢,
這個12.57啊,
12.57的話呢,
我們再來這個腳加速的話呢,
是我們的一個腳速的話,
就除以Ta,
也就是除以我們的加速時間,
那算出來的話是125.7,
呃,
算出來之後的話呢,
我們再計算一下這個系統的一個總快速,
負載的一個光量的話呢,
GM的話呢,
是我們把它呢,
先是算它的一個勻速光量啊,
就直線運動的話呢,
這個負載的一個質量等效,
到我們電機轉轉上的一個轉動光量啊,
GM,
GM的話呢,
是等於M乘以呢,
這個呃,
R的平方啊,
算出來的話呢,
是20千克的話呢,
乘以呢,
這個0.04775的話呢,
然後除以2,
等於啊,
這個約等於0.0114的話呢,
這個千克,
呃,
乘以米的平方,
然後同步帶輪的話呢,
這個光量的話呢,
呃,
這句話呢,
我們將它視爲呢,
一個實心的原體,
那我們質量的話就是MM,
MMP嘛,
MMP的話呢,
等於呢,
0.5千克,
半徑的話呢,
就是R,
等於呢,
1乘以呢,
呃,
除以2,
然後等於呢,
0.023875米,
呃,
那麼GP的話呢,
等於二分之一MM的話呢,
這個P的話,
乘以RR的平方啊,
算出來的話呢,
是約等於呢,
0.0001425,
啊,
這個很小的,
然後呢,
系統的一種光量的話呢,
GT的話呢,
是等於呢,
我們節目加GP,
那算出來約等於哈,
0.011543,
啊,
千克,
乘以呢,
米的平方,
然後這裏的話呢,
我們在計算這個慣性的一個負載的一個轉矩啊,
TA的話呢,
等於GT乘以呢,
這個,
啊,
我們的腳加速度啊,
好,
算出來的話呢,
是約等於的話,
1.15牛米,
好,
那我們這句話呢,
計算我們所需的一個總轉矩,
TM啊,
TM的話呢,
是等於TR的話呢,
加TA啊,
算出來的話呢,
是2.035牛米,
好,
那我們這個地方的話,
是電機在加速瞬間的話呢,
需要提供的一個峯值轉矩,
那部機電機的話呢,
這個選行的一個要求的話,
我們就要保持這個轉矩要求,
所需要的峯值轉矩的話呢,
TM是約等於2.1牛米,
我們可以取大一點嗎,
然後選行原則的話呢,
我們是電機的一個保持轉矩,
應大於我這個所需的一個峯值轉矩,
並留有這個30%到50%的安全餘量啊,
這地方我們考慮到我們的轉速是1200轉啊,
120轉每分鐘啊,
這個部機的話呢,
他在低轉速的時候的話呢,
呃,
這個轉矩的話保持信號,
這個地方我們可以取1.5的一個安全餘量啊,
算出來是3.15牛米,
那麼這地方呢,
我們就需要一個保持啊,
轉矩的話呢,
在3牛米以上的電機,
呃,
具體型號的話呢,
我們可以選擇一款轉矩爲呢,
這個保持轉矩爲3.5牛米,
或者說4.0牛米啊,
對,
配一個呢,
合適的吹風器,
設置爲我們的一個16西風的,
這裏我們可以打開一下這個,
呃,
大工匠的一個選擇插件啊,
我們來看一下,
這個地方的話呢,
他的一個保持轉矩啊,
比如說我們這地方選到這個86的一個不經濟兩項混合的,
這個保持轉矩的話呢,
剛好呢,
是3.5牛米,
是不是達到我們的要求,
其實的話呢,
但是我們的轉的觀念的話也是符合要求的,
好,
那這地方呢,
我們就可以呢,
把這個電機的話呢,
給他選出來,
呃,
大家有沒有學會,
學會的話呢,
可以老師點贊點的關注,
我是一點教育的完成,
那麼今天這個視頻的話,
老師就講到這裏,
咱們下期視頻再見啊,
