电机选型选型计算

黄岩切割机 丝杠水平运动选型计算表格 机械结构参数： 速度： Vl= 120 m/min * 其他常数 滑动部分质量 M= 30 kg * G= 9.8 m/s 丝杠部分长度 LB= 1.93 m * pi= 3.1416 丝杠直径 DB= 0.035 m * 丝杠密度 ρ= 7900 kg/m3 丝杠导程 PB= 0.15 m * 连轴器质量 MC 10 kg * 连轴器直径 DC 0.035 m * 摩擦系数 μ= 0.05 * 移动距离 L= 1.3 m 机械效率 η= 0.9 * 定位时间 t= 0.65 s * 加减速时间比 A= 25% * 外力 FA= 0 N 移动方向与水平轴夹角 a= 0 ° 1)速度曲线 加速时间 t0= t*A = 0.1625 s 2)电机转速 NM= Vl/PB = 800 rpm 3)负荷转矩计算 轴向负载F= FA+ = 14.7 Nm 负载转矩TL= = 0.3899286988 Nm 4)克服惯量的加速转矩计算（也称做：启动转矩） 直线运动平台与负载惯量 JL= = 0.0170978698 kgm2 滚珠丝杠惯量 JB= = 0.0022462469 kgm2 连轴器惯量 JC= = 0.00153125 kgm2 总负荷惯量 JL= JL+JB+JC = 0.0208753667 kgm2 启动转矩 TS= 安全系数 S= 2 = 11.3292819521 Nm 5)必须转矩 必须转矩 TM= (TL+TS)*S 电机惯量 JM= 0.0011 kgm2 = 23.4384213017 Nm 6)电机选择 根据计算，初步确定电机型号，然后输入转子惯量，确认TM 7)负荷与电机惯量比 惯量比 I1= 18.9776060536 8)负荷与减速机惯量比 当负荷与电机惯量比>5时，考虑采用减速装置，提高惯量匹配 折算后的惯量比 I2= 2.1086228948 减速机减速比 i＝ 3 T= 7.8128071006 N= 2400概述 电机选型计算 一.电机扭矩的计算 电机扭矩的计算涉及到2部分： 1.克服驱动机构的摩擦转矩TL 2.克服负载和电机转子惯量的启动转矩TS 电机扭矩T=（TL+TS）*S S：安全系数 二.惯量匹配 理论上负载折算到电机轴的惯量与电机转子惯量比<5负载转矩计算 不同驱动机构下负载转矩计算 ——计算不同驱动机构的摩擦转矩 圆周率PI 3.1415926 g＝ 重力加速度[m/s2](9.807) F＝ 轴方向负载（N) F0＝ 预负载（N)(≈1/3F) μ0＝ 预压螺帽的内部摩擦系数（0.1-0.3) η＝ 机械效率（0.85-0.95) i＝ 减速比（机构的减速比） PB＝ 滚珠螺杆螺距（m/rev) ρ＝ 密度（kg/m3) FA＝ 外力(N) 铁 7.9x103kg/m3 FB＝ 主轴开始运动时的力（N) 铝 2.8x103kg/m3 (FB=弹簧秤值（kgxg[m/s2])) 黄铜 8.5x103kg/m3 m＝ 工作物与工作台的总质量（kg） 尼龙 1.1x103kg/m3 μ＝ 滑动面的摩擦系数(0.05） a＝ 倾斜角度（°） D＝ 终段滑轮直径（m） 滚珠螺杠驱动下负载转矩 滑轮驱动下负载转矩 金属线、皮带齿轮、齿条驱动下负载转矩 实际测试计算方法惯量计算 不同形状物体惯量计算 J0＝ x0轴(通过重心的轴)的惯性惯量[kg·m2] 铁 7.9x103kg/m3 Jx＝ x轴的惯性惯量[kg·m2] 铝 2.8x103kg/m3 Jy＝ y轴的惯性惯量[kg·m2] 黄铜 8.5x103kg/m3 m＝ 质量（kg） 尼龙 1.1x103kg/m3 d0＝ 外径（m） d1＝ 外径（m） pi 3.14159 l＝ 长度（m） 注： *为必填项 圆柱体惯量计算-圆柱体长度方向中心线和旋转中心线平行 国际单位 外径d0（mm） 50 * 0.05 m 内径d1（mm） 0 * 0 m 长度L（mm） 10 * 0.01 m 密度ρ（kg/m3) 7800 * 重心线与旋转轴线距离e(mm) 0 * 0 m 计算结果： 物体质量m（kg） 0.1531525125 物体惯量（kg.cm2） 0.4786016016 0.0000478602 kg.m2 圆柱体惯量计算-圆柱体长度方向中心线和和旋转中心线垂直 外径d0（mm）： 200 * 0.2 m 内径d1（mm）： 100 * 0.1 m 长度L（mm）： 400 * 0.4 m 密度ρ（kg/m3)： 7800 重心线与旋转轴线距离e(mm) 100 * 0.1 m 计算结果： 物体质量m（kg） 73.513206 0.73513206 物体惯量（kg.cm2） 19450.3690875 1.9450369088 kg.m2 方形物体惯量计算 长度x（mm）： 50 * 0.05 m 宽度y（mm）： 10 * 0.01 m 高度z（mm）： 1 * 0.001 m 密度ρ（kg/m3)： 7800 重心线与旋转轴线距离e(m) 0 * 0 m 计算结果： 物体质量m（kg） 0.0039 物体惯量（kg.cm2） 0.00845 0.000000845 kg.m2 饼状物体惯量计算 直径d（mm） 300 * 0.3 m 厚度h（mm） 10 * 0.01 m 密度ρ（kg/m3) 1500 重心线与旋转轴线距离e(mm) 0 * 0 m 计算结果： 物体质量m（kg） 1.060286625 物体惯量（kg.cm2） 119.2822453125 0.0119282245 kg.m2 直线运动物体惯量计算 电机每转1圈物体直线运动量A(m） 0.1 * 物体质量m（kg） 100 * 物体惯量（kg.cm2） 253.3033870181 0.0253303387 kg.m2 直接惯量计算 惯量J0（kg.cm2） 10 * 0.001 kg.m2 质量m（kg） 20 * 重心线与旋转轴线距离e(mm) 10 * 0.1 m 计算结果： 质量m1（kg） 20 惯量J1（kg.cm2） 30 0.003 kg.m2丝杠水平运动 丝杠水平运动选型计算表格 机械结构参数： 速度： Vl= 15 m/min * 其他常数 滑动部分质量 M= 40 kg * G= 9.8 m/s 丝杠长度 LB= 0.65 m * pi= 3.1416 丝杠直径 DB= 0.02 m * 丝杠密度 ρ= 7900 kg/m3 丝杠导程 PB= 0.005 m * 连轴器质量 MC 0.1 kg * 连轴器直径 DC 0.03 m * 摩擦系数 μ= 0.05 * 移动距离 L= 0.3 m 机械效率 η= 0.8 * 定位时间 t= 1 s * 加减速时间比 A= 20% * 外力 FA= 500 N 移动方向与水平轴夹角 a= 90 ° 1)速度曲线 加速时间 t0= t*A = 0.2 s 2)电机转速 NM= Vl/PB = 3000 rpm 3)负荷转矩计算 轴向负载F= FA+ = 891.9999280025 N 负载转矩TL= = 0.8872866613 Nm 4)克服惯量的加速转矩计算（也称做：启动转矩） 直线运动平台与负载惯量 JL= = 0.0000253302 kgm2 滚珠丝杠惯量 JB= = 0.0000806606 kgm2 连轴器惯量 JC= = 0.00001125 kgm2 总负荷惯量 JL= JL+JB+JC = 0.0001172408 kgm2 启动转矩 TS= 安全系数 S= 1 = 0.2831221818 Nm 5)必须转矩 必须转矩 TM= (TL+TS)*S 电机惯量 JM= 0.000063 kgm2 = 1.1704088431 Nm 6)电机选择 根据计算，初步确定电机型号，然后输入转子惯量，确认TM 7)负荷与电机惯量比 惯量比 I1= 1.8609644039 8)负荷与减速机惯量比 当负荷与电机惯量比>5时，考虑采用减速装置，提高惯量匹配 折算后的惯量比 I2= 1.8609644039 减速机减速比 i＝ 1丝杠垂直运动 丝杠垂直运动选型计算表格 机械结构参数： 速度： Vl= 24 m/min * 其他常数 滑动部分质量 M= 30 kg * G= 9.8 m/s 丝杠部分长度 LB= 1.4 m * pi= 3.1416 丝杠直径 DB= 0.035 m * 丝杠密度 ρ= 7900 kg/m3 丝杠导程 PB= 0.025 m * 连轴器质量 MC 0.5 kg * 连轴器直径 DC 0.05 m * 摩擦系数 μ= 0.1 * 移动距离 L= 1.2 m 机械效率 η= 0.9 * 定位时间 t= 3 s * 加减速时间比 A= 25% * 外力 FA= 0 N 移动方向与水平轴夹角 a= 90 ° 1)速度曲线 加速时间 t0= t*A = 0.75 s 2)电机转速 NM= Vl/PB = 960 rpm 3)负荷转矩计算 轴向负载 F= FA+ = 293.9998920058 Nm 负载转矩 TL= = 1.2997618517 Nm 4)克服惯量的加速转矩计算（也称做：启动转矩） 直线运动平台与负载惯量 JL= = 0.0004749408 kgm2 滚珠丝杠惯量 JB= = 0.0016294019 kgm2 连轴器惯量 JC= = 0.00015625 kgm2 总负荷惯量 JL= JL+JB+JC = 0.0022605927 kgm2 启动转矩 TS= 安全系数 S= 2 = 0.329821784 Nm 5)必须转矩 必须转矩 TM= (TL+TS)*S 电机惯量 JM= 0.0002 kgm2 = 3.2591672715 Nm 6)电机选择 根据计算，初步确定电机型号，然后输入转子惯量，确认TM 7)负荷与电机惯量比 I1= 11.3029635589 8)负荷与减速机惯量比 当负荷与电机惯量比>5时，考虑采用减速装置，提高惯量匹配 I2= 2.8257408897 减速机减速比 i＝ 2皮带轮间歇运动 皮带轮间歇运动选型计算表格 机械结构参数： 皮带与工作物总质量 mL= 0.5 kg * g= 9.8 m/s 滑动面摩擦系数 μ= 0.3 * pi= 3.1416 滚筒直径 D= 0.052 m * 滚筒质量 m2= 1 kg * 传送带和滚筒的机械效率 η= 0.9 * 减速机机械效率 ηG= 0.7 减速比 i= 1 * 每次定位时间 t= 0.07 s * 每次运动距离 L= 0.09 m * 加减速时间比 A= 50% * 外力 FA= 0 N * 移动方向与水平轴夹角 a= 0 ° 1)速度曲线 加速时间 t0= t*A = 0.035 s 2)电机转速 减速机输出轴角加速度 β= 2825.7456828885 rad/s2 减速机输出轴转速 N= 944.433717543 rpm 电机输出轴角加速度 βM= i*β = 2825.7456828885 rad/s2 电机输出轴转速 NM= N*i = 944.433717543 rpm 3)计算负载转矩 减速机轴向负载 F= = 1.47 N 减速机轴负载转矩 TL= = 0.0424666667 Nm 电机轴负载转矩 TLM= = 0.0606666667 Nm 4)计算电机轴加速转矩（克服惯量） 皮带和工作物的惯量 JM1= = = 0.000338 kgm2 滚筒的惯量 JM2= = 0.000338 kgm2 折算到减速机轴的负载惯量JL= JM1+2JM2 = 0.001014 kgm2 电机惯量 JM= 0.00027 kgm2 全负载惯量 J= = 0.001284 kgm2 电机轴加速转矩 TS= = 5.1832249383 Nm 5）必须转矩 必须转矩 TM= (TLM+TS)*S 安全系数 S= 2 = 10.48778321 Nm 6)负荷与电机惯量比 惯量比 N1= = 3.7555555556皮带轮连续运动 皮带轮连续运动选型计算表格 说明：由于是连续运动，所以在计算牛矩时只需考虑负载牛矩，启动牛矩忽略，但必须考虑到惯量的匹配 机械结构参数： 皮带速度： V= 3 m/min 其他常数 皮带与工作物总质量 mL= 40 kg * G= 9.8 m/s 滑动面摩擦系数 μ= 0.3 * pi= 3.1416 滚筒直径 D= 0.1 m * 滚筒质量 m2= 1 kg * 传送带和滚筒的机械效率 η= 0.9 * 减速机机械效率 ηG= 0.7 减速比 i= 3 * 外力 FA= 0 N * 移动方向与水平轴夹角 a= 0 ° 1)电机转速 减速机输出轴转速 N= 9.5492742552 rpm 电机输出轴转速 NM= N*i = 28.6478227655 rpm 2)计算负载转矩 减速机轴向负载 F= = 117.6 N 减速机轴负载转矩 TL= = 6.5333333333 Nm 电机轴负载转矩 TLM= = 3.1111111111 Nm 4)计算折算到电机轴的惯量 皮带和工作物的惯量 JM1= = = 0.1 kgm2 滚筒的惯量 JM2= = 0.00125 kgm2 折算到减速机轴的负载惯量JL= JM1+2JM2 = 0.1025 kgm2 电机惯量 JM= 0.0011 kgm2 5）必须转矩 必须转矩 TM= TLM*S 安全系数 S= 2 = 6.2222222222 Nm 6)负荷与电机惯量比 惯量比 N1= = 10.3535353535分度盘 分度盘机构选型计算表格 机械结构参数： 分度盘直径 DT= 0.3 m 其他常数 分度盘厚度 LT= 0.01 m * G= 9.8 m/s 工作物直径 DW= 0.05 m * pi= 3.1416 工作物厚度 LW= 0.04 m * 工作台材质密度 ρ= 1500 kg/m3 * 工作物数量 n= 4 个 * 由分度盘中心至工作物中心的距离 l= 0.125 m 定位角度 θ= 90 ° * 定位时间 t= 1 s * 加减速时间比 A= 25% 减速机减速比 i= 7 减速机效率 ηG= 0.7 1）决定加减速时间 加减速时间仍然以定位时间的25% 加减速时间 t0= t*A = 0.25 s 2)电机转速 减速机输出轴角加速度 βG= = 8.3776 rad/s2 减速机输出轴最大转速 N= = 20 rpm 电机轴角加速度 βm= βG*i = 58.6432 rad/s2 电机输出轴转速 NM= N*i = 140 rpm 3)计算负载转矩 因为摩擦负载及小，故忽略 TL= 0 Nm 4)计算电机轴加速转矩（克服惯量） 工作台的惯量 JT= = 0.0119282625 kgm2 工作物的惯量 JW1= （工作物同时绕工作物中心轴旋转,如果工作物没有自转，可以不考虑这部分惯量） = 0.0000368156 kgm2 工作物质量 mw= = 0.11781 kg 电机惯量 JM= 0.00014 kgm2 工作物的惯量 JW= (按工作物体中心自转） = 0.0075103875 kgm2 全负载惯量 JL= JT+JW = 0.01943865 kgm2 5）加速转矩 负载折算到电机轴上的惯量： JLM= JL/i2 = 0.0003967071 kgm2 电机轴加速转矩 Ts= = 0.0449631776 Nm 6)必须转矩 必须转矩 T= （TS+TL）*S 安全系数 S= 2 * = 0.0899263552 Nm 6)负荷与电机惯量比 惯量比 N1= = 2.833622449其他 其他 一.根据运动要求计算最大转速和角加速度 运动参数： 减速比 i= 1 * g= 9.8 m/s 每次定位时间 t= 0.2 s * pi= 3.1416 每次运动角度 L= 367 ° * 加减速时间比 A= 30% * 负载惯量 J= 0.000096 Kg.m2 1)速度曲线 加速时间 t0= t*A = 0.06 s 2)电机转速 减速机输出轴角加速度 β= ＝ 762.5444444444 rad/s2 减速机输出轴转速 Nmax= ＝ 436.9047619048 rpm 电机输出轴角加速度 βM= i*β = 762.5444444444 rad/s2 电机输出轴转速 NM= Nmax*i = 436.9047619048 rpm 电机输出扭据： T= Jβ = 0.0732042667 Nm Ts＝ 2×T = 0.1464085333 Nm电机常识 常识 一.电机温升 电机温度是指电机各部分实际发热温度,它对电机的绝缘材影响很大,温度过高会使绝缘老化缩短电动机寿命,甚至导致绝缘破坏. 为使绝缘不致老化和破坏,对电机绕组等各部分温度作了一定的限制,这个温度限制就是电机的允许温度.电机的各部温度的高低 还与外界条件有关,温升就是电动机温度比周围环境温度高出的数值. θ＝T2-T1 θ-------温升 T1-------实际冷却状态下的绕组温度(即环境温度); T2-------发热状态下绕组温度 二.电机功率 1.根据电源电压、使用条件、拖动对象选择电机.要求电源电压与电机额定电压相符. 2.根据安装地点和工作环境选择不同型式的电机. 3.根据容量、效率、功率因数、转数选择电机.如果容量选择过小,就会发生长期过载现象,影响电动机寿命甚至烧毁. 如果容量选择过大,电机的输出机械功率不能充分利用,功率因数也不高.因为电机的功率因数和效率是随着负载变化的. 4.电机在恒定负载运行下,功率计算公式如下: 　　式中: 　　　　P-----电机的功率(KW); 　　　　P1----生产机械功率(KW); 　　　η1----生产机械本身效率; 　　　　η2----电机效率. 　　上式计算出的功率不一定与产品规格相同,所以选择电机的额定功率(P1)应等于或稍大于计算所得的功率MBD80030015.unknownMBD8005000A.unknownMBD80060018.unknownMBD80080009.unknownMBD8008000E.unknownMBD80090011.unknownMBD800A0001.unknownMBD80090012.unknownMBD80080018.unknownMBD8008001A.unknownMBD80080016.unknownMBD8008000C.unknownMBD8008000D.unknownMBD8008000B.unknownMBD80070007.unknownMBD80070009.unknownMBD8007000B.unknownMBD80070008.unknownMBD80070005.unknownMBD80070006.unknownMBD80060019.unknownMBD80060010.unknownMBD80060012.unknownMBD80060013.unknownMBD80060011.unknownMBD8006000E.unknownMBD8006000F.unknownMBD8006000B.unknownMBD80040012.unknownMBD80050006.unknownMBD80050008.unknownMBD80050009.unknownMBD80050007.unknownMBD80040014.unknownMBD80050005.unknownMBD80040013.unknownMBD8003001C.unknownMBD80040010.unknownMBD80040011.unknownMBD8004000E.unknownMBD80030017.unknownMBD8003001B.unknownMBD80030016.unknownMBD80000009.unknownMBD80020409.unknownMBD80030012.unknownMBD80030014.unknownMBD8002040B.unknownMBD80020405.unknownMBD80020407.unknownMBD80020404.unknownMBD80000005.unknownMBD80000007.unknownMBD80000008.unknownMBD80000006.unknownMBD80000004.unknown