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華北分公司技術(shù)支援科：王敬利

2014年3月18日

伺服電機(jī)選型

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選型基礎(chǔ)知識(shí)容量選擇事例容量選擇總結(jié)實(shí)際應(yīng)用案例分析2選型基礎(chǔ)知識(shí)23容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)牛頓力學(xué)三定律：任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到受到其它物體的作用力迫使它改變這種狀態(tài)為止。物體在受到合外力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小與物體的慣性質(zhì)量成反比。兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。一切運(yùn)動(dòng)計(jì)算的基礎(chǔ)！3容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)牛頓力學(xué)三定律：一切運(yùn)動(dòng)計(jì)算的基礎(chǔ)！由外力求得轉(zhuǎn)距的方法

轉(zhuǎn)距＝力×半徑

＝力×［１轉(zhuǎn)的移動(dòng)量／（２×π）］

＝力×［周長(zhǎng)／（２×π）］

＝力×［導(dǎo)程／（２×π）］

容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)力半徑轉(zhuǎn)矩力轉(zhuǎn)矩

導(dǎo)程4由外力求得轉(zhuǎn)距的方法容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)力半徑轉(zhuǎn)矩力轉(zhuǎn)矩5容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)何為慣量？時(shí)間速度加速度＝速度Ｖ／加速時(shí)間加速時(shí)間速度Ｖ加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×加速度

加速度＝速度V／時(shí)間

加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×速度Ｖ／時(shí)間

速度Ｖ＝距離／時(shí)間

＝半徑×角度／時(shí)間

＝半徑×角速度

加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×半徑×角速度／時(shí)間

＝半徑２×質(zhì)量×角加速度

半徑^２×質(zhì)量

就是它的慣量

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量定義為：J=∑mi*ri^2（1）式中mi表示剛體的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，ri表示該質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的垂直距離。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量,它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量相對(duì)于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是由質(zhì)量、質(zhì)量分布、轉(zhuǎn)軸位置三個(gè)因素決定的。(2)同一剛體對(duì)不同轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不同,凡是提到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,必須指明它是對(duì)哪個(gè)軸的才有意義。5容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)何為慣量？時(shí)間速度加速度＝速度Ｖ／加速時(shí)6容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)慣量轉(zhuǎn)換6容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)慣量轉(zhuǎn)換7容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)伺服選型基本要素：轉(zhuǎn)矩、速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量功率、轉(zhuǎn)矩、速度關(guān)系：P=N*T÷9549.3

額定轉(zhuǎn)速之下，恒轉(zhuǎn)矩輸出；額定轉(zhuǎn)速之上，恒功率輸出

(式中P:功率，單位為kW;N電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為RPM;T:額定轉(zhuǎn)矩，單位為N.m)。

例如：某電機(jī)的功率為200W,額定轉(zhuǎn)速3000RPM,請(qǐng)問其額定轉(zhuǎn)矩

為多大？由以上公式得：

T=(9549.3*P)÷N=((9549.3*0.2)÷3000=0.64Nm7容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)伺服選型基本要素：轉(zhuǎn)矩、速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量8容量事例舉例：此裝置為垂直軸，總質(zhì)

量為20kg滾軸絲杠的導(dǎo)程40mm移動(dòng)移動(dòng)距離為300mm速度為500mm/s8容量事例舉例：9選定事例9選定事例10選定事例

后來客戶設(shè)計(jì)時(shí)把機(jī)械質(zhì)量的增大20kg→30kg

導(dǎo)致不平衡轉(zhuǎn)矩超限10選定事例后來客戶設(shè)計(jì)時(shí)把機(jī)械質(zhì)量的增大20kg11選定事例因?yàn)轳R達(dá)的額定速度是3000rpm，滾軸絲杠的導(dǎo)程是40mm，這樣線速度可以達(dá)到2000mm/s。而實(shí)際客戶只需要500mm/s的速度，因此可以把導(dǎo)程改為10mm該怎么辦？是否要選擇容量更大的馬達(dá)？不需要11選定事例因?yàn)轳R達(dá)的額定速度是3000rpm，滾軸絲杠的導(dǎo)12選定事例12選定事例13選定事例事例總結(jié)：滾軸絲杠的導(dǎo)程在移動(dòng)速度滿足的條件下盡量選小的。馬達(dá)的轉(zhuǎn)速最好不要比額定速度小太多，最好為額定轉(zhuǎn)速的90％左右。設(shè)計(jì)變更后要重新做容量計(jì)算13選定事例事例總結(jié)：案例計(jì)算與分析14案例計(jì)算與分析1415

break練習(xí)機(jī)械構(gòu)成圖機(jī)械參數(shù)如選用MR-J3系列伺服，電機(jī)容量應(yīng)選擇多少？

機(jī)械傳動(dòng)參數(shù)數(shù)值絲杠直徑50mm絲杠長(zhǎng)度4500mm絲杠上總重量1500kg導(dǎo)程50mm移動(dòng)速度60m/min計(jì)算結(jié)果數(shù)值絲杠直徑50mm絲杠長(zhǎng)度4500mm絲杠上總重量1500kg導(dǎo)程50mm移動(dòng)速度60m/min15break練習(xí)機(jī)械構(gòu)成圖機(jī)械參數(shù)如計(jì)算結(jié)果JL=215.371Kg.cm^2負(fù)載轉(zhuǎn)矩：TL=0.01×1500×9.8×20/(2×3.14×1000)=0.46N.m＜6.37N.m加減速時(shí)間：tsa=tsd=0.45s總負(fù)載慣量：JL=215.371Kg.cm2加速轉(zhuǎn)矩：Tma={(JL+JM)×N0/(9.55×10000×tsa)}+TL

={(215.371+2.3)×1200/(9.55×10000×0.45)}+0.46=6.54N.m減速轉(zhuǎn)矩：Tmd={(JL+JM)×N0/(9.55×10000×tsd)}+TL

=5.45N.m有效負(fù)載率：7%峰值負(fù)載率：6.54/6.37=102%16計(jì)算結(jié)果JL=215.371Kg.cm^216電機(jī)選型三要素：使用把馬達(dá)速度轉(zhuǎn)換為額定速度的85％～90％左右的減速機(jī)原因：1.要留有10％～15％可以提高速度的余量

2.要功率可以達(dá)到要求的情況下，要使用最經(jīng)濟(jì)的馬達(dá)。

Ｐ＝Ｔｍ×Ω。

3.輸出轉(zhuǎn)距恒定的話，轉(zhuǎn)速要在額定轉(zhuǎn)速之下總結(jié)（一）轉(zhuǎn)矩、慣量額定轉(zhuǎn)速P,TmLPTm速度、17電機(jī)選型三要素：總結(jié)（一）轉(zhuǎn)矩、慣量額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩實(shí)效轉(zhuǎn)矩選在85％以下，最大轉(zhuǎn)矩275％以下原因：做容量選定的時(shí)候，只是對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的構(gòu)想和計(jì)劃。詳細(xì)設(shè)計(jì)后的實(shí)際值可能會(huì)有增加，所以一定要留有余量。使用垂直軸場(chǎng)合，不平衡轉(zhuǎn)矩要控制在70％以下。慣量根據(jù)工作制式選擇確定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比，一般負(fù)載按照樣本指定選擇即可，通常在5~10倍左右；高頻定位負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比2或以下。

總結(jié)（二）負(fù)載計(jì)算電機(jī)選型三要素：速度、過載特性曲線轉(zhuǎn)矩、慣量18轉(zhuǎn)矩總結(jié)（二）負(fù)載電機(jī)選型三要素：速度、過載特性曲線轉(zhuǎn)矩、慣總結(jié)（三）機(jī)械傳動(dòng)中效率機(jī)械傳動(dòng)效率等于各個(gè)部分效率的乘積以右側(cè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為例

傳動(dòng)效率：齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)P入P出機(jī)械傳動(dòng)功率機(jī)械傳動(dòng)扭矩備注：T1主軸轉(zhuǎn)矩；TN從動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩；i1N兩軸之

間傳動(dòng)比；η1N為兩軸之間傳動(dòng)效率i1N

＞1時(shí)，減速運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩放大；i1N

＜1時(shí)，增速運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩減小。19總結(jié)（三）機(jī)械傳動(dòng)中效率齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)P入P出機(jī)械傳動(dòng)功率機(jī)總結(jié)（四）種類效率種類效率滾動(dòng)軸承：球軸承

滾子軸承0.99（一對(duì)）

0.98（一對(duì)）滑塊聯(lián)軸器

齒式聯(lián)軸器0.97~0.99

0.99滑動(dòng)軸承：潤(rùn)滑不良

潤(rùn)滑良好

潤(rùn)滑很好（壓力潤(rùn)滑）

液體摩擦潤(rùn)滑0.94（一對(duì)）0.97（一對(duì)）0.98（一對(duì)）0.99（一對(duì)）彈性聯(lián)軸器

萬向聯(lián)軸器(α≤3o)

萬向聯(lián)軸器(α≥3o)0.99~0.9950.97~0.980.95~0.97軸承與聯(lián)軸器效率常用機(jī)構(gòu)主要性能（一）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率η功率Р/kW速度ν(m/s)單級(jí)傳動(dòng)比I(減速)摩擦傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)0.85~0.92受對(duì)軸作用力和外廓尺寸限制Pmax=200

通常≤20受發(fā)熱限制：≤20受外廓尺寸限制：通?！?~20帶傳動(dòng)平帶傳動(dòng)0.97~0.98平帶交叉?zhèn)鲃?dòng)0.90V帶傳動(dòng)0.96同步齒形帶傳動(dòng)0.96~0.98受帶的截面尺寸和根數(shù)限制：V帶Pmax=200

通?！?0受離心力限制：V帶≤25~30受小輪包角和外廓尺寸限制：平帶≤4~5V帶≤7~10同步齒形帶≤1020總結(jié)（四）種類效率種類效率滾動(dòng)軸承：總結(jié)（五）常用機(jī)構(gòu)主要性能（二）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率η功率Р/kW速度ν(m/s)單級(jí)傳動(dòng)比I(減速)嚙合傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)經(jīng)過磨合的6級(jí)和7級(jí)的齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）0.98~0.998級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）0.94~0.979級(jí)精度齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）0.96開式齒輪傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑）0.94~0.96功率范圍廣，直齒≤750斜齒、人字齒≤50000受振動(dòng)和噪聲限制：圓柱齒輪：7級(jí)精度≤255級(jí)精度≤130錐齒輪：直、斜齒<5曲齒5~40受結(jié)構(gòu)尺寸限制：圓柱齒輪≤10常用≤5錐齒輪≤8常用≤3三菱產(chǎn)品機(jī)械傳動(dòng)效率MR-J3系列一般工業(yè)用減速機(jī)G1系列效率系列HF-KP系列HF-MP系列HF-SP2000r/min傳動(dòng)效率45~75%45~75%85~94%21總結(jié)（五）常用機(jī)構(gòu)主要性能（二）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率η功率Р/kW總結(jié)（六）根據(jù)工件運(yùn)行方式等計(jì)算出轉(zhuǎn)速范圍,確定電機(jī)轉(zhuǎn)速;根據(jù)負(fù)載方式及大小計(jì)算出輸出力矩,進(jìn)而確定電機(jī)功率;輸出扭力方面如果轉(zhuǎn)速滿足要求首先要考慮是否加裝伺服專用減速機(jī),這樣可以用更小功率的電機(jī)而獲得更大的輸出力矩和更佳的運(yùn)行性能,而且大部分時(shí)候經(jīng)濟(jì)性也更佳；加減速轉(zhuǎn)矩也是考慮內(nèi)容，確定最大輸出轉(zhuǎn)矩是否滿足要求。使用回轉(zhuǎn)臺(tái)的場(chǎng)合的減速比一定要【減速比＝１/整數(shù)】

原因：如果不這樣的話，每次原點(diǎn)復(fù)歸的位置會(huì)不同，無法正確地做原點(diǎn)復(fù)歸。啟停頻率確定需要不需要制動(dòng)器綜述22總結(jié)（六）根據(jù)工件運(yùn)行方式等計(jì)算出轉(zhuǎn)速范圍,確定電機(jī)轉(zhuǎn)速;選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題設(shè)計(jì)要求：輔鼓旋轉(zhuǎn)速度200r/min，

加減速時(shí)間小于800ms，

減速比11.6傳動(dòng)方式：減速機(jī)+同步帶

運(yùn)行現(xiàn)狀：電機(jī)型號(hào)：HF-SP352輔鼓轉(zhuǎn)速120r/min，無報(bào)警產(chǎn)生。23選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題設(shè)計(jì)要求：輔鼓旋轉(zhuǎn)速度200r/選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題輔鼓轉(zhuǎn)速140r/min，基本能夠正常運(yùn)行，尖峰負(fù)載率約185%，偶爾產(chǎn)生AL50報(bào)警；輔鼓轉(zhuǎn)速150r/min，電機(jī)轉(zhuǎn)速1750r/min,停止時(shí)尖峰負(fù)載率約為200%（趨勢(shì)圖監(jiān)測(cè)），300%（列表監(jiān)測(cè)）；AL50報(bào)警產(chǎn)生；24選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題輔鼓轉(zhuǎn)速140r/min，基本能解決方法：選用HF-SP702電機(jī)，輔鼓轉(zhuǎn)速即可達(dá)到約170r/min

~

240r/min（無報(bào)警產(chǎn)生），200r/min~280r/min（無AL.50報(bào)警）選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題伺服電機(jī)系列HF-SP2000r/min系列（中慣量、中功率）伺服電機(jī)型號(hào)352(B)702(B)對(duì)應(yīng)伺服放大器型號(hào)MR-J3-350B700B連續(xù)運(yùn)行特性額定輸出功率（KW）3.57.0額定輸出扭矩（N.m）16.733.4最大輸出扭矩50.1100額定轉(zhuǎn)速（r/min）20002000允許瞬時(shí)轉(zhuǎn)速（r/min）30003000轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J（×104kg.m2)75.01541.683673

25解決方法：選用HF-SP702電機(jī)，輔鼓轉(zhuǎn)速即可達(dá)到約1設(shè)計(jì)要求：傳送速度1500mm/min傳動(dòng)方式：蝸桿傳動(dòng),速比約為1:28.16選型要點(diǎn)（二）—速度選型問題運(yùn)行現(xiàn)狀：電機(jī)型號(hào)：HF-SP152根據(jù)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)，

模板升降速度為710mm/min時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min。進(jìn)給速度1200mm/min時(shí)，

電機(jī)速度為3380r/min，負(fù)

載率15%，尖峰負(fù)載率約55%，正常運(yùn)行。26設(shè)計(jì)要求：傳送速度1500mm/min選型要點(diǎn)（二）—速度選模板超過1200mm/min時(shí)，容易產(chǎn)生超速報(bào)警AL.31，如模板速度為1400mm/min時(shí)，電機(jī)此時(shí)速度應(yīng)為3943r/min選型要點(diǎn)（二）—速度選型問題27模板超過1200mm/min時(shí)，容易產(chǎn)生超速報(bào)警AL.31，解決方法：選用HF-JP203電機(jī)，能夠滿足正常運(yùn)行要求。選型要點(diǎn)（二）—速度選型問題伺服電機(jī)系列HF-SP2000r/min系列（中慣量、中功率）HF-JP系列（低慣量、中功率）伺服電機(jī)型號(hào)152(B)203(B)對(duì)應(yīng)伺服放大器型號(hào)MR-J3-200BN200BN連續(xù)運(yùn)行特性額定輸出功率（KW）1.52.0額定輸出扭矩（N.m）7.166.37最大輸出扭矩21.519.1額定轉(zhuǎn)速（r/min）20003000允許瞬時(shí)轉(zhuǎn)速（r/min）30006000轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J（×104kg.m2)17.84.9228解決方法：選用HF-JP203電機(jī)，能夠滿足正常運(yùn)行要求。選型要點(diǎn)（三）—慣量選型問題設(shè)計(jì)要求：額定轉(zhuǎn)速以下，冠帶條能夠夠平穩(wěn)輸送，冠帶無拉伸傳動(dòng)方式：直連輔鼓冠帶輸送電機(jī)進(jìn)給方向運(yùn)行現(xiàn)狀：目前使用HF-KP43，電機(jī)在轉(zhuǎn)矩控制模式下，會(huì)發(fā)出嘯叫聲，停止時(shí)電機(jī)高頻抖動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)Al51報(bào)警；冠帶條纏繞結(jié)束時(shí)有存料。氣缸29選型要點(diǎn)（三）—慣量選型問題設(shè)計(jì)要求：額定轉(zhuǎn)速以下，冠帶條能下圖為傳送停止時(shí)監(jiān)控圖表選型要點(diǎn)（三）—慣量選型問題電機(jī)停止：有效負(fù)載率和尖峰負(fù)載率不高；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為34.7較大30下圖為傳送停止時(shí)監(jiān)控圖表選型要點(diǎn)（三）—慣量選型問題電選型要點(diǎn)（三）—慣量選型問題解決方法：減低響應(yīng)性

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比較大時(shí)（超過20以上），控制系統(tǒng)速度響應(yīng)性變?yōu)椴环€(wěn)定，電機(jī)停止時(shí)有嘯叫聲（電機(jī)有異常聲音），并伴有高頻振動(dòng)，此種情況下，可以采用降低響應(yīng)頻率來消除噪聲，或增加VIC值也會(huì)有效，但此種方式會(huì)延長(zhǎng)整定時(shí)間，冠帶條纏繞效果不好。降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比(建議)

目前轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比為34.7，如果選用HF-KP73系列電機(jī)，就可以使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比下降為10.2，在此轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比情況下，可以保持現(xiàn)有響應(yīng)頻率，進(jìn)而保證纏繞精度?？刂颇Ｊ阶兏⒃黾觾?chǔ)料器長(zhǎng)度（冠帶條不能完全收料）建議客戶速度控制模式改成轉(zhuǎn)矩控制模式，同時(shí)增加冠帶條輸送部分儲(chǔ)料器的長(zhǎng)度；31選型要點(diǎn)（三）—慣量選型問題解決方法：31感謝聆聽！32感謝聆聽！3233

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2014年3月18日

伺服電機(jī)選型

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選型基礎(chǔ)知識(shí)容量選擇事例容量選擇總結(jié)實(shí)際應(yīng)用案例分析34選型基礎(chǔ)知識(shí)235容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)牛頓力學(xué)三定律：任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到受到其它物體的作用力迫使它改變這種狀態(tài)為止。物體在受到合外力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小與物體的慣性質(zhì)量成反比。兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。一切運(yùn)動(dòng)計(jì)算的基礎(chǔ)！3容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)牛頓力學(xué)三定律：一切運(yùn)動(dòng)計(jì)算的基礎(chǔ)！由外力求得轉(zhuǎn)距的方法

轉(zhuǎn)距＝力×半徑

＝力×［１轉(zhuǎn)的移動(dòng)量／（２×π）］

＝力×［周長(zhǎng)／（２×π）］

＝力×［導(dǎo)程／（２×π）］

容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)力半徑轉(zhuǎn)矩力轉(zhuǎn)矩

導(dǎo)程36由外力求得轉(zhuǎn)距的方法容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)力半徑轉(zhuǎn)矩力轉(zhuǎn)矩37容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)何為慣量？時(shí)間速度加速度＝速度Ｖ／加速時(shí)間加速時(shí)間速度Ｖ加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×加速度

加速度＝速度V／時(shí)間

加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×速度Ｖ／時(shí)間

速度Ｖ＝距離／時(shí)間

＝半徑×角度／時(shí)間

＝半徑×角速度

加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×半徑×角速度／時(shí)間

＝半徑２×質(zhì)量×角加速度

半徑^２×質(zhì)量

就是它的慣量

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量定義為：J=∑mi*ri^2（1）式中mi表示剛體的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，ri表示該質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的垂直距離。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量,它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量相對(duì)于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是由質(zhì)量、質(zhì)量分布、轉(zhuǎn)軸位置三個(gè)因素決定的。(2)同一剛體對(duì)不同轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不同,凡是提到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,必須指明它是對(duì)哪個(gè)軸的才有意義。5容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)何為慣量？時(shí)間速度加速度＝速度Ｖ／加速時(shí)38容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)慣量轉(zhuǎn)換6容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)慣量轉(zhuǎn)換39容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)伺服選型基本要素：轉(zhuǎn)矩、速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量功率、轉(zhuǎn)矩、速度關(guān)系：P=N*T÷9549.3

額定轉(zhuǎn)速之下，恒轉(zhuǎn)矩輸出；額定轉(zhuǎn)速之上，恒功率輸出

(式中P:功率，單位為kW;N電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為RPM;T:額定轉(zhuǎn)矩，單位為N.m)。

例如：某電機(jī)的功率為200W,額定轉(zhuǎn)速3000RPM,請(qǐng)問其額定轉(zhuǎn)矩

為多大？由以上公式得：

T=(9549.3*P)÷N=((9549.3*0.2)÷3000=0.64Nm7容量選型：基礎(chǔ)知識(shí)伺服選型基本要素：轉(zhuǎn)矩、速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量40容量事例舉例：此裝置為垂直軸，總質(zhì)

量為20kg滾軸絲杠的導(dǎo)程40mm移動(dòng)移動(dòng)距離為300mm速度為500mm/s8容量事例舉例：41選定事例9選定事例42選定事例

后來客戶設(shè)計(jì)時(shí)把機(jī)械質(zhì)量的增大20kg→30kg

導(dǎo)致不平衡轉(zhuǎn)矩超限10選定事例后來客戶設(shè)計(jì)時(shí)把機(jī)械質(zhì)量的增大20kg43選定事例因?yàn)轳R達(dá)的額定速度是3000rpm，滾軸絲杠的導(dǎo)程是40mm，這樣線速度可以達(dá)到2000mm/s。而實(shí)際客戶只需要500mm/s的速度，因此可以把導(dǎo)程改為10mm該怎么辦？是否要選擇容量更大的馬達(dá)？不需要11選定事例因?yàn)轳R達(dá)的額定速度是3000rpm，滾軸絲杠的導(dǎo)44選定事例12選定事例45選定事例事例總結(jié)：滾軸絲杠的導(dǎo)程在移動(dòng)速度滿足的條件下盡量選小的。馬達(dá)的轉(zhuǎn)速最好不要比額定速度小太多，最好為額定轉(zhuǎn)速的90％左右。設(shè)計(jì)變更后要重新做容量計(jì)算13選定事例事例總結(jié)：案例計(jì)算與分析46案例計(jì)算與分析1447

break練習(xí)機(jī)械構(gòu)成圖機(jī)械參數(shù)如選用MR-J3系列伺服，電機(jī)容量應(yīng)選擇多少？

機(jī)械傳動(dòng)參數(shù)數(shù)值絲杠直徑50mm絲杠長(zhǎng)度4500mm絲杠上總重量1500kg導(dǎo)程50mm移動(dòng)速度60m/min計(jì)算結(jié)果數(shù)值絲杠直徑50mm絲杠長(zhǎng)度4500mm絲杠上總重量1500kg導(dǎo)程50mm移動(dòng)速度60m/min15break練習(xí)機(jī)械構(gòu)成圖機(jī)械參數(shù)如計(jì)算結(jié)果JL=215.371Kg.cm^2負(fù)載轉(zhuǎn)矩：TL=0.01×1500×9.8×20/(2×3.14×1000)=0.46N.m＜6.37N.m加減速時(shí)間：tsa=tsd=0.45s總負(fù)載慣量：JL=215.371Kg.cm2加速轉(zhuǎn)矩：Tma={(JL+JM)×N0/(9.55×10000×tsa)}+TL

={(215.371+2.3)×1200/(9.55×10000×0.45)}+0.46=6.54N.m減速轉(zhuǎn)矩：Tmd={(JL+JM)×N0/(9.55×10000×tsd)}+TL

=5.45N.m有效負(fù)載率：7%峰值負(fù)載率：6.54/6.37=102%48計(jì)算結(jié)果JL=215.371Kg.cm^216電機(jī)選型三要素：使用把馬達(dá)速度轉(zhuǎn)換為額定速度的85％～90％左右的減速機(jī)原因：1.要留有10％～15％可以提高速度的余量

2.要功率可以達(dá)到要求的情況下，要使用最經(jīng)濟(jì)的馬達(dá)。

Ｐ＝Ｔｍ×Ω。

3.輸出轉(zhuǎn)距恒定的話，轉(zhuǎn)速要在額定轉(zhuǎn)速之下總結(jié)（一）轉(zhuǎn)矩、慣量額定轉(zhuǎn)速P,TmLPTm速度、49電機(jī)選型三要素：總結(jié)（一）轉(zhuǎn)矩、慣量額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩實(shí)效轉(zhuǎn)矩選在85％以下，最大轉(zhuǎn)矩275％以下原因：做容量選定的時(shí)候，只是對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的構(gòu)想和計(jì)劃。詳細(xì)設(shè)計(jì)后的實(shí)際值可能會(huì)有增加，所以一定要留有余量。使用垂直軸場(chǎng)合，不平衡轉(zhuǎn)矩要控制在70％以下。慣量根據(jù)工作制式選擇確定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比，一般負(fù)載按照樣本指定選擇即可，通常在5~10倍左右；高頻定位負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比2或以下。

總結(jié)（二）負(fù)載計(jì)算電機(jī)選型三要素：速度、過載特性曲線轉(zhuǎn)矩、慣量50轉(zhuǎn)矩總結(jié)（二）負(fù)載電機(jī)選型三要素：速度、過載特性曲線轉(zhuǎn)矩、慣總結(jié)（三）機(jī)械傳動(dòng)中效率機(jī)械傳動(dòng)效率等于各個(gè)部分效率的乘積以右側(cè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為例

傳動(dòng)效率：齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)P入P出機(jī)械傳動(dòng)功率機(jī)械傳動(dòng)扭矩備注：T1主軸轉(zhuǎn)矩；TN從動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩；i1N兩軸之

間傳動(dòng)比；η1N為兩軸之間傳動(dòng)效率i1N

＞1時(shí)，減速運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩放大；i1N

＜1時(shí)，增速運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩減小。51總結(jié)（三）機(jī)械傳動(dòng)中效率齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)P入P出機(jī)械傳動(dòng)功率機(jī)總結(jié)（四）種類效率種類效率滾動(dòng)軸承：球軸承

滾子軸承0.99（一對(duì)）

0.98（一對(duì)）滑塊聯(lián)軸器

齒式聯(lián)軸器0.97~0.99

0.99滑動(dòng)軸承：潤(rùn)滑不良

潤(rùn)滑良好

潤(rùn)滑很好（壓力潤(rùn)滑）

液體摩擦潤(rùn)滑0.94（一對(duì)）0.97（一對(duì)）0.98（一對(duì)）0.99（一對(duì)）彈性聯(lián)軸器

萬向聯(lián)軸器(α≤3o)

萬向聯(lián)軸器(α≥3o)0.99~0.9950.97~0.980.95~0.97軸承與聯(lián)軸器效率常用機(jī)構(gòu)主要性能（一）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率η功率Р/kW速度ν(m/s)單級(jí)傳動(dòng)比I(減速)摩擦傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)0.85~0.92受對(duì)軸作用力和外廓尺寸限制Pmax=200

通?！?0受發(fā)熱限制：≤20受外廓尺寸限制：通?！?~20帶傳動(dòng)平帶傳動(dòng)0.97~0.98平帶交叉?zhèn)鲃?dòng)0.90V帶傳動(dòng)0.96同步齒形帶傳動(dòng)0.96~0.98受帶的截面尺寸和根數(shù)限制：V帶Pmax=200

通?！?0受離心力限制：V帶≤25~30受小輪包角和外廓尺寸限制：平帶≤4~5V帶≤7~10同步齒形帶≤1052總結(jié)（四）種類效率種類效率滾動(dòng)軸承：總結(jié)（五）常用機(jī)構(gòu)主要性能（二）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率η功率Р/kW速度ν(m/s)單級(jí)傳動(dòng)比I(減速)嚙合傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)經(jīng)過磨合的6級(jí)和7級(jí)的齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）0.98~0.998級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）0.94~0.979級(jí)精度齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）0.96開式齒輪傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑）0.94~0.96功率范圍廣，直齒≤750斜齒、人字齒≤50000受振動(dòng)和噪聲限制：圓柱齒輪：7級(jí)精度≤255級(jí)精度≤130錐齒輪：直、斜齒<5曲齒5~40受結(jié)構(gòu)尺寸限制：圓柱齒輪≤10常用≤5錐齒輪≤8常用≤3三菱產(chǎn)品機(jī)械傳動(dòng)效率MR-J3系列一般工業(yè)用減速機(jī)G1系列效率系列HF-KP系列HF-MP系列HF-SP2000r/min傳動(dòng)效率45~75%45~75%85~94%53總結(jié)（五）常用機(jī)構(gòu)主要性能（二）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率η功率Р/kW總結(jié)（六）根據(jù)工件運(yùn)行方式等計(jì)算出轉(zhuǎn)速范圍,確定電機(jī)轉(zhuǎn)速;根據(jù)負(fù)載方式及大小計(jì)算出輸出力矩,進(jìn)而確定電機(jī)功率;輸出扭力方面如果轉(zhuǎn)速滿足要求首先要考慮是否加裝伺服專用減速機(jī),這樣可以用更小功率的電機(jī)而獲得更大的輸出力矩和更佳的運(yùn)行性能,而且大部分時(shí)候經(jīng)濟(jì)性也更佳；加減速轉(zhuǎn)矩也是考慮內(nèi)容，確定最大輸出轉(zhuǎn)矩是否滿足要求。使用回轉(zhuǎn)臺(tái)的場(chǎng)合的減速比一定要【減速比＝１/整數(shù)】

原因：如果不這樣的話，每次原點(diǎn)復(fù)歸的位置會(huì)不同，無法正確地做原點(diǎn)復(fù)歸。啟停頻率確定需要不需要制動(dòng)器綜述54總結(jié)（六）根據(jù)工件運(yùn)行方式等計(jì)算出轉(zhuǎn)速范圍,確定電機(jī)轉(zhuǎn)速;選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題設(shè)計(jì)要求：輔鼓旋轉(zhuǎn)速度200r/min，

加減速時(shí)間小于800ms，

減速比11.6傳動(dòng)方式：減速機(jī)+同步帶

運(yùn)行現(xiàn)狀：電機(jī)型號(hào)：HF-SP352輔鼓轉(zhuǎn)速120r/min，無報(bào)警產(chǎn)生。55選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題設(shè)計(jì)要求：輔鼓旋轉(zhuǎn)速度200r/選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題輔鼓轉(zhuǎn)速140r/min，基本能夠正常運(yùn)行，尖峰負(fù)載率約185%，偶爾產(chǎn)生AL50報(bào)警；輔鼓轉(zhuǎn)速150r/min，電機(jī)轉(zhuǎn)速1750r/min,停止時(shí)尖峰負(fù)載率約為200%（趨勢(shì)圖監(jiān)測(cè)），300%（列表監(jiān)測(cè)）；AL50報(bào)警產(chǎn)生；56選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題輔鼓轉(zhuǎn)速140r/min，基本能解決方法：選用HF-SP702電機(jī)，輔鼓轉(zhuǎn)速即可達(dá)到約170r/min

~

240r/min（無報(bào)警產(chǎn)生），200r/min~280r/min（無AL.50報(bào)警）選型要點(diǎn)（一）—轉(zhuǎn)矩選型問題伺服電機(jī)系列HF-SP2000r/min系列（中慣量、中功率）伺服電機(jī)型號(hào)352(B)702(B)對(duì)應(yīng)伺服放大器型號(hào)MR-J3-350B700B連續(xù)運(yùn)行特性額定輸出功率（KW）3.57.0額定輸出扭矩（N.m）16.733.4最大輸出扭矩50.1100額定轉(zhuǎn)速（r/min）20002000允許瞬時(shí)轉(zhuǎn)速（r/min）30003000轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J（×104kg.m2)75.01541.68367