首推！清華機械大佬花一週講完的非標機械設計選型教程，2026公認最通俗易懂的【Solidworks非標機械設計選型講解大全】 P13 - 電機的選型流程

大家好 我是蔣薰雲飛 今天來聊一下步進電機相關的知識 那本節課主要是講解電機的選行流程 先看第一步確定電機的種類 我們在做飛鏢設計時呢 能夠接觸到的電機有很多種 而且分類可以按照很多種形式來分類 比如說你按照電機它的工作電源來分類 可以分爲直流電機 還有呢 交流電機 如果說按照電機它內部的結構 原理來分類呢 可以分爲同步的 異步的 或者說是有刷的無刷的 但是我們做飛鏢設計啊 不用這麼複雜 你直接按照電機的用途來分類就可以了 可以分爲驅動電機以及控制電機 那什麼是驅動 什麼是控制 這個好理解 如果說我在利用電機帶動機構運動時 我需要機構能夠一直運動 我所需要的是持續的動力 那所使用電機就是驅動電機了 常用的有三項異步電機啊 調速電機 減速電機 還有並頻電機 對吧 那什麼是控制電機呢 也就是說我在利用電機帶動機構運動時 我需要機構多點控制 頻繁切停 頻繁的往復運動 那所使用電機就是控制電機 常用的步進 色浮 還有呢 直線電機 滴滴馬達 對吧 都屬於控制電機啊 那麼拿本臺設備爲例 在本臺設備中呢 有一個思感醫療機構 先看需求 我在帶動機構運動時是要多點控制的 是要頻繁的切停 頻繁的往復運動的 所以說電機兩種可選 一種是步進 一種是色浮 對吧 不可能用驅動電機啊 用的一定是控制電機 好 那麼這個首選哪種呢 就看你對於精度的要求啊 如果說對於精度要求高 那就色浮電機 如果要求一般呢 步進夠了 色浮電機雖然說精度高 但是正是因爲精度高啊 生產工藝複雜成本要比步進電機高很多的 一般情況下 我們用步進 要求高 你再用色浮 對吧 那這裏我們就用步進電機 好吧 好 第二步啊 確定複雜的性質 也就是在利用電機啊 帶動絲桿旋轉 從而帶動機構運動時所需要克服的力 這裏主要是什麼力呀 摩擦力 對吧 好 如果這是一臺絲桿提升機構呢 力要包含重力纔可以 對不對 就是重力加重摩擦力啊 如果這是一臺同步彈移料機構 除了這個摩擦力之外 我們還需要考慮到什麼 還需要考慮到張緊力 如果這是一臺同步帶提升機構 那麼就是三者相加 摩擦力 重力 還有張緊力了 對吧 好 所以說要確定複雜的性質啊 根據機構的種類來進行確定 好 那麼第三步就是確定電機的型號啊 這個流程比較複雜啊 我這裏呢 都總結好了 先看第一步 確定電機它的這個佈局角啊 確定電機的佈局角 像這個兩項佈局角 佈局角多少度啊 1.8度 三項的呢 1.2 五項的0.72度 對不對 好 那我們來看啊 佈局角是怎麼確定的 根據分辨率 或者說我要求的就是機構每次運動的最小距離啊 來確定佈局角 假設啊 我要求每次機構運動的最小距離是0.05毫米 0.05毫米 這個分辨率很高 對吧 好 那四根導程呢 假設就是10毫米 同學們 0.05對10是多少 200 那360度乘以 兩百分之一 剛說錯了啊 那個0.05除以10應該是兩百分之一啊 360度乘以兩百分之一多少度啊 1.8度 對吧 所以說我們可以選擇這個兩項的佈局定積 它的佈局角正好1.8度 整部驅動或者說是半部驅動 或者說是細分都可以 對吧 好 那麼接下來呢 確定定積的轉速 這是我用東方馬達的選車軟件啊 做的一個圖 大家如果說想要領取這個軟件啊 可以呢 私信我 或者是在評論區留言 好吧 東方馬達選車軟件啊 那我首先確定用的是佈局定積 然後呢 指定移動量 就是我要求機構每次運動多長的距離 我這裏給的多少呢 20毫米 兩釐米啊 兩釐米 20毫米的樣子啊 然後呢 佈局定積它的加速時間是0.2秒 減速時間一樣的 0.2秒 然後呢 我設定了移動時間是0.5秒鐘 那你看啊 此時對應的 今天轉速400轉每分鐘 是屬於正常轉速範圍之內 對吧 屬於正常的轉速範圍之內啊 那麼能夠正常的工作啊 好 這裏有點我需要說一下啊 就是咱們剛剛所提到的這個加速時間 佈局定積一般是給0.2秒 如果說是伺服定積呢 一般就給0.1秒啊 但是它不是說這個加速時間正好是這麼長 而是我們給的一個大致的數值 好吧 好 咱們往下看啊 往下看 這裏確定了定積轉速 那麼再去計算雲速轉矩的基礎公式啊 就是雲速轉矩它的力乘以力d 那用在這種思感機構中就要改變一些 那這裏的力就是摩擦力嘛 如果說是思感提升機構 那要考慮到重力 對不對 那力b呢 就是思感導乘再除以2π 導乘此時是已知量啊 此時是已知量 我們設置這種機構先確定思感種類 再確定思感參數 再選擇其他零部件 包括定積 再確定其他零部件的參數 所以說選定積時思感的參數 包括導乘是已知的 啊 那我們就看計算加速轉矩 加速轉矩呢 它等於慣量乘以角加速度 那我們就要分開來算了 先說慣量啊 慣量的話 它包含了什麼呢 包含了旋轉所產生的慣量 包含了平移所產生的慣量 這和運動形式有關 你看啊 靈州器思感是在旋轉的 對吧 那帶動的機構呢 它是左右運動 平移的運動形式不同 慣量的基層公式也不一樣 如果說是旋轉 二分之一mr方 如果說是平移呢 m乘以a比2π平方 其中a就是單位移動量 也就是思感導乘 也看機構是什麼機構啊 思感機構 它指的就是思感導乘 如果說是同步帶機構呢 它就是同步帶分度 同步輪啊 分度員的周長 對吧 好 那麼兩者相加 得出整個機構運動所產生的慣量 其實這個慣量的基層公式標準 應該是 g等於mr方 爲什麼有二分之一呢 它其實是那個經過積分得出來的啊 大家不用深去研究 好吧 好 那麼再計算角加速度 角加速度啊 它的與角速度再除以加速時間 注意啊 這裏的ω 它是角速度的意思啊 這裏的β 它是角加速度的意思啊 t是加速時間 那麼剛剛也提到了 步進步進加速時間0.2秒 對不對 那現在不知道的就是這個角速度嘛 角速度它等於二排程轉速 轉速剛剛咱們已經得出來了 400轉每分鐘 是吧 好 那就能夠得出角加速度具體數值 相乘 就是 這個加速 然後呢 我們要去計算 就是我所需要的 這個帶動機構的這個最大扭矩多少 它得什麼呢 它等於兩者相加 哦 這裏我應該用加號 應該用加號 就是勻速扭矩 加上這個加速扭矩 得出一個數值 再考慮到整個機構的運動存在 接效率存在效率 一般咱們給它編久 因爲你看啊 像導軌滑快呀 滾珠斯杆啊 效率都很高的 對不對 這裏效率給0.9啊 安全係數呢 這個時候就要看負載了 也要看什麼呢 也要看這個轉速 如果說轉速三秒針以內 負載輕1.5 負載重兩倍 如果轉速大於三秒鐘每分鐘 那負載輕兩倍負載重三倍 這裏咱們可以給個三倍 更可靠一些 得出總的轉矩 那麼利用這個數值 再根據這個慣例啊 就可以去確定定機它的型號了 好吧 慣例主要是用於進行慣例匹配的 好 今天呢 我先把流程給大家講清楚啊 那麼下節課就挑一個例題來講 我是準備了三個例題啊 咱們一節課講一個 好吧 包括定機搭配四杆機構 我會給數值計算出結果 確定定機型號 包括定機搭配同步的機構 還要吃點紙條 那如果說想學習更多的 菲比爾設計新聞知識 可以持續的關注我 好吧 那今天講到這啊 我是雲飛老師 咱們下節課 再見啊