小白进阶篇—电机选型案例集主讲：小丸子教育—泽雨老师目的：掌握不同电机在不同工况下的选型问题 课程内容：1，皮带输送线电机选型设计要求： 20Kg 物料X 2 传送速度1m/s 加速时间0.15s已知条件： 摩擦系数=0.2 机械效率=90% 滚子直径=200mm1. 计算功率srad mm s mm mm s m D V T P MN R F T NF F NN N ssm Kg s m K a m f F /102002/10002002/14.282843112131338015.0/120/102.0g 402=••=••=•=•=•=⨯==⨯+==+=⨯+⨯⨯=•+=πππππ）（辊筒辊筒辊筒负载负载辊筒皮带拉力负载负载皮带拉力负载ωωWWW P K P KW r T P MN M N T mm smm r n n i i T T W s rad M N T P 3823829.02862.1286.09550min/14409.1154.2815200/1000min/1440284/104.28==⨯=•==•=•=•==•====⨯•=•=ηω电机实际电机电机电机负载电机传动比负载电机辊筒负载负载校验：π设计要求； M=50Kg运行速度1m/s 加速时间0.25s直线导轨摩擦系数0.1 带轮直径100mm[]Ns m Kg ssm Kg s m Kg am g m F 250/)25.015010501.0(25.0/150/10501.022=•⨯+⨯⨯=⨯+⨯⨯=•+••=μ负载srad s rad mm smm s r mmsmm D V T P m N m N mm N R F T /20/2100/1000/100/10005.1205.025050250=••=•=•=•=•=⨯=⨯=•=ππππ同步轮负载负载负载负载负载同步轮负载负载ωω方案一：选择18NM 的步进电机Ws r M N P W mmsmm M N P T P 4.11302min/60min/600183602100/100018=⨯⨯•==⨯•⨯•==•=πππ无减速器最大转速电机负载电机电机电机电机ωωω方案二：加减速器MN i T T NM i s s r r i •=•===⨯=2085.214.3min /60/220min/600电机输出的步进电机力矩为考虑到频矩特性，取静为调试留出余量，取π已知条件：丝杠质量m=2Kg 负载+滑台质量M=20Kg 进给速度V=0.2m/s 丝杠导程5mm丝杠公称16mm加速时间0.2s直线导轨摩擦系数0.1传动机械效率0.9步骤：1.确定丝杠惯量222g 64m 2181mm K R D m J •=•=•=丝杠2. 负载直线运动质量等价转动惯量22）π（导程负载P M J •=上式二级公式推导过程ππ2221212222Pw v R PR w v w v m J w J v m =•=••=•=•2213)25(20mm kg kg J •=••=π负载22000077.076mkg mm kg J J J •=•=+=负载丝杠总3.确定惯性矩）π（加速时间导程总惯性矩t P v J T •••=2公式推导：加速时间角加速度角速度加速时间角速度角加速度角加速度总惯性矩ππt P v Pvw t w J T ••=•==•=22βββmN sm s m m kg T •=••••=096.0)2.0005.02/2.0(000076.02π惯性矩单位换算；[][]mN m N m s m Kg s m Kg s m m m Kg T •=•=••=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•=⎥⎦⎤⎢⎣⎡••••••=096.0096.0/096.0096.02.0005.022.0000077.022222π惯性矩4. 直线摩擦里等价旋转扭矩π导程摩擦力2P mg T ••=μ公式推导；πππ导程摩擦力导程摩擦力导程摩擦力222P mg T RP mg R T R P mg R T •==•=μμμ[][][]mN mm N mm N mm N mmKg s m s mm m Kg mm s m Kg P mg T •=•=•=•***=••***=⎥⎦⎤⎢⎣⎡••***=***=•=016.09.159.152510201.0/2510201.02510201.025/10201.02222πππππ导程摩擦力μ5.计算功率、 、Ws rad m N P s rad s rad s r s r r mm P v w m N m N m N T T T wT P 9.309.0/251111.0/2.251/240/402/40/5200mm/s 112.0016.0096.0=*•==•=*===•=•+•=+=•=ππ导程惯性矩摩擦力总总η6.结论总结22000076.0403mkg mm kg J J J •=•=+=负载丝杠总m N m N m N T T T •=•+•=+=112.0016.0096.0惯性矩摩擦力总Ws rad m N w T P 9.309.0/2.251112.09.0=*•=•=总m in/2400m in /60/40r s s r n =*=转速转盘质量M=100Kg 转盘直径D=840mm 要求转速0.2r/s 机械效率0.9电机启动时间0.5s1. 确定转盘惯量221R M J •=转盘角加速度转盘惯性矩β•=J T22882000042010021mm Kg mm Kg J •=**=）（惯性矩2/8.05.02*/2.0s rad ss r t w ππ启动角加速度===β [][]mN m N m N m s m Kg s m Kg s m Kg s rad m Kg J T •=•=•=⎥⎦⎤⎢⎣⎡••=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•*=*•=•=2.222.2215584.22155840.22155840.228.0820000.8/8.0820000.82222222ππ角加速度转盘惯量惯性矩β2. 确定功率[][]WW s m N s m N rad m N s r m N wT P 9.348.022.02.22/8.022.02.228.022.02.228.022.02.228.02/2.02.22=**=•**=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•**=**•=**•=•=πππππ惯性矩负载功率η3. 确定传动比2501min /3000min /12min /300060/2.0==*=r r r s s r n n 电机转盘4. 传动比分配:锥齿轮5,减速器505. 确定电机输出扭矩 mN T i T T •====088.0250/2.222501电机负载电机6.确定电机输出功率负载功率电机P K P •>5.1=KWW P 4.529.345.1=*>实际设计要求托盘+发动机质量：M=200Kg 加速时间：t=0.5S 升速：V=0.5m/s 丝杠导程：P=10mm 丝杠直径：D=45mm质心距离导轨：L=300mm 直线导轨间距：b=150mm 直线导轨摩擦系数=0.1 丝杠质量：m=8.5Kg1. 确定丝杠的顶升力 μ•++=N a F a g M F 2)(2/1/s m t v a ==NF Nm m N F L F mm N F F F LF L F d a g m N N N NN N N N 88002440015.0660********2)(2121==•=•=•==•+•=•+N F f N 8802=•=μNN N f a g M F a 30808802200=+=++•=）（2.轴向力等价扭矩πππ导程轴向力导程轴向力导程轴向力222P F T RP F R T R P F R T a a a •==•=[][]mN m N mm N mmN T •=•**=•*=*=9.42100010308021030802103080πππ轴向力3.确定丝杠转速sr r mm s mm r mm s m r mm s m P v n /50//1010005.0//105.0/10/5.0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡*=⎥⎦⎤⎢⎣⎡===导程s rad s rad s r /100/250/50ππ*=*=5. 确定功率 1）确定外载功率Ws m N s rad m N w T P 15013149.4/1009.4=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•*=*•=•=π外载功率2）确定丝杠加速扭矩222215245g 5.88181mm Kg mm K D m J •=•*=•=丝杠[][][]mN m s m Kg s m Kg s mm Kg ss rad mm Kg t w J J T •=••=•=•*=**•=•=•=43.0/43.0/1000000430400/5.010021525.0/1002152222222ππ丝杠丝杠丝杠惯性βWs m N s rad m N w T P 135135/10043.0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•=*•=•=π丝杠惯性矩丝杠惯量W PK P KW s r M N n T P m N m N T T T W W W P P P 21809.0/16352.1/635.19550/300021.5955021.543.078.416351351500=⨯=•==⨯•=•==•+•=+==+=+=η总实际总总丝杠惯性矩等价轴向力总丝杠惯性矩等价轴向力总验算：工装板数量：6个工装板质量：15Kg/个倍速链型号：BS30停留工装板数量：4传送工装板数量：2工装板长度：480mm/个倍速链质量：0.4Kg/m 线体长：10m线体速度：10m/min摩擦系数如下倍速链重量如下选型步骤：1. 确定倍速链受摩擦产生的拉力gf L L C f L C A f L A f L C H F c W r W W a W c W W ••++••++••+••+=1000)(1.1)(21221）（2.008.01.0/4.0/5.74215/g 1064156421=====•==•===r c a W WW f f f mKg C m Kg m Kg H m K m Kg A mL mLNs m m m Kg m m Kg m Kg m m Kg m m Kg m Kg F 213/1008.010/4.01.12.06)/4.0/10(1.06/1008.04/4.0/5.72=•⎥⎦⎤⎢⎣⎡•••+••++••+••+=）（确定扭矩m N mm N D F T p •=*=•=6282132链条确定转速及传动比srad s r w s r smm mm D v n p /62/95.0/95.06056min /10000=•==••=•=πππ 25min/60min /1500==r r i 确定功率W s rad NM wT P 36/66=•=•=链条。