滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)

Mf=(1/η+μ0/3)FPB/(2π) 

F=FA+mg(sinα+μcosα) 

Mf：負(fù)載運(yùn)行力矩（N.m）

FA：負(fù)載外力（N）

PB：螺桿螺距（m/rev）

α:螺桿水平時(shí)為0,，垂直時(shí)為90度

η：效率（0.9）,； μ：滑動(dòng)面摩擦系數(shù)（0.05）

μ0：預(yù)壓螺帽內(nèi)部摩擦系數(shù)（0.2—0.3）

m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）

直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

Mf=FD/(2ηi) 

F=FA+mg(sinα+μcosα) 

Mf：負(fù)載運(yùn)行力矩（N.m）

FA：負(fù)載外力（N）

D：終端滾輪直徑（m）

i：減速比（機(jī)構(gòu)的減速比，不是馬達(dá)減速比）

α:水平運(yùn)行時(shí)為0,，垂直時(shí)為90度

η：效率（0.9）,； μ：滑動(dòng)面摩擦系數(shù)

m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)，運(yùn)行力矩極小,，可忽略

加速力矩

Ma=2（Jm+Jt）×π × V/t  

Ma：負(fù)載加速力矩（N.m）

Jm：馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）

Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）

V：運(yùn)行目標(biāo)速度（rps）

t：加速時(shí)間（s）

從公式可看出,，加速力矩跟負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及加速度成正比，加速度可根據(jù)需要設(shè)置,，重點(diǎn)在于負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算

滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)

Jt=1/2*maR2+m(PB/(2π))2  

Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg.m2 ）

ma：螺桿質(zhì)量（kg）

R：螺桿半徑（m）

m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）

PB：螺桿螺距（m/rev）

直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

Jt=m(A/(2π))2   

Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg.m2 ）

m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）

A：電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周負(fù)載移動(dòng)量（m）

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

Jt=1/2*mR2   

Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg.m2 ）

m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）

R：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)半徑（m）

上式為旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)重心的計(jì)算方法,，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸不通過(guò)重心時(shí),，如機(jī)械手等

J=1/12m(A2+B2)+ml2

X0軸為物體重心，X為旋轉(zhuǎn)軸

l=X軸和X0軸的距離（m）

b.慣量比過(guò)大時(shí),，則起動(dòng)、停止時(shí)的過(guò)沖和回沖亦變大,，因而會(huì)影響起動(dòng),、穩(wěn)定時(shí)間

c.當(dāng)負(fù)載慣量過(guò)大時(shí)，需減小加載到馬達(dá)轉(zhuǎn)軸的慣量

減小負(fù)載&轉(zhuǎn)子慣量比的方法：

a.改變負(fù)載驅(qū)動(dòng)方式

驅(qū)動(dòng)相同負(fù)載,，滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)與同步輪拖動(dòng)相比,，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)小很多

b.在馬達(dá)轉(zhuǎn)軸和負(fù)載連接時(shí)增加減速機(jī)構(gòu)

增加一個(gè)1：3的減速機(jī)構(gòu)，加載到馬達(dá)上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將會(huì)成平方的降低,，變?yōu)樵?fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的1/9

c.選用減速機(jī)型步進(jìn)電機(jī)

使用1：10減速步進(jìn)電機(jī)時(shí),，能驅(qū)動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將成平方增加，變?yōu)樵?fù)載慣量的100倍,，此方法最常用