要完成水平运动,需要首先计算丝杆扭矩。扭矩是使物体发生转动的力,能够使机械系统产生一定的角位移。
丝杆扭矩计算公式如下:
T = F * d / 2 * i
其中:
T:丝杆扭矩
F:负载(kg)
d:丝杆直径(mm)
i:丝杆导程(mm)
根据题意,F=120kg,d=16mm,i=5mm,代入公式得:
T = 120 * 16 / (2 * 5) = 192 Nm
然后,需要将扭矩转换为电机所需的力矩。力矩在物理学中,是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。力矩的单位是牛顿-米。
电机力矩(T)和丝杆扭矩(T)之间的关系可以用以下公式表示:
T_motor = T_screw * N *η
其中:
T_motor:步进电机力矩
T_screw:丝杆扭矩
N:电机到丝杆的传动比
η:传动效率,一般取0.95
假设N=1,代入公式得:
T_motor = 192 * 1 * 0.95 = 182 Nm
最后,根据电机力矩选择步进电机型号。
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的元件,其力矩与电机的相数、电流、电压、驱动器等参数有关。
在步进电机选型时,需要根据所需的力矩、转速和加速时间等参数选择合适的型号。
根据题意,速度要达到每分钟200mm,考虑到步进电机的最高转速通常在每分钟几百转以内,因此需要选择低速大扭矩的步进电机。
同时考虑到加速时间较短,因此对电机的峰值扭矩要求较高。因此建议选择86系列或更大尺寸的步进电机,例如86系列两相混合式步进电机,具体型号可以根据电机的规格书进行选择。
同时考虑到步进电机的驱动器和细分控制,可以根据实际情况选择合适的驱动器和细分设置,以获得更好的控制效果和稳定性。
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