设计的世界

  • 首页
  • 文章
    • 3 d CAD
    • 电子•电
    • 紧固和连接
    • 工厂自动化
    • 线性运动
    • 运动控制
    • 测试与测量
    • 传感器
  • 3 d CAD模型
    • PARTsolutions
    • TraceParts
  • 领导
    • 2020年的赢家
    • 2019年的赢家
    • 飞跃奖
  • 资源
    • 订阅
    • 数字问题
      • EE世界数字问题
    • 设计工程的未来
    • 飞跃奖
    • MC²运动控制教室
    • 运动设计指南库
    • 播客
    • 供应商
    • 在线研讨会
  • 女性在工程
  • 电子书/技术提示
  • 视频
  • 新型冠状病毒肺炎

在系统设计中如何考虑滚珠和丝杠惯性

通过丹尼尔•柯林斯|2021年6月23日

分享

当用滚珠或丝杠驱动确定运动系统的尺寸时,第一步是确定能满足推力、速度和压缩(屈曲)负载的应用要求的丝杠直径和引线。一旦确定了螺杆直径和引线,下一步就是选择一个电机,既能提供所需的扭矩和速度,又能提供对移动负载的充分控制。负载惯量是电动机选型的关键因素之一。

螺丝的惯性
为了控制负载,电机必须能够克服外部负载和滚珠丝杠的惯性。
图片来源:THK

牛顿第一定律——有时被称为惯性定律——解释了除非受到外力的作用,否则物体会抵制其运动状态的改变。对于一个线性运动系统,这意味着为了加速或减速负载,电机必须克服惯性,或它试图移动的物体的运动改变阻力,在这种情况下,外部负载加上螺旋本身。

的负载惯性(外部负载+螺杆)与电机惯性的比率在决定电机在加速和减速过程中如何很好地控制负载,以及反过来,电机如何精确地定位负载而不超调(或欠调)或过长的沉降时间方面也起着重要作用。


注意,在这里,我们指的是质量转动惯量,而不是平面惯性矩.质量惯性矩描述了物体抵抗角加速度的能力,而平面惯性矩描述了物体抵抗弯曲的能力。平面转动惯量是直线运动设计中常用的确定方法偏转或悬臂轴的弯曲。


惯性比较容易计算。对于质点来说,它就是物体的质量乘以它到旋转轴的距离的平方:

质点惯性

I =质量惯性矩(kgm)2)

M =质量(kg)

R =半径,或到旋转轴的距离(m)

图片来源:brilliant.org

滚珠或丝杠的惯性可以用实心圆柱的惯性公式来充分近似:

实心圆柱惯性

螺杆的质量取决于其体积(半径和长度)和物料密度:

质量

V =体积(m3.)

ρ =物质密度(7810kg /m)3.对轴承钢)

体积由螺杆的半径和长度决定:

体积

L =长度(m)

在许多尺寸指南中,滚珠丝杠惯性方程包括长度、材料密度和半径的变量,因为这些变量将根据应用而变化:

惯性的螺丝


请注意,字母“I”通常被用作惯性的符号,尽管一些制造商和参考文献——特别是那些用于运动应用的文献——使用“J”表示质量惯性矩,而“I”表示平面惯性矩。


需要长冲程长度和/或大螺杆直径的应用可能导致非常高的螺杆惯性,这可能需要更大的电机,使其更难精确控制负载。一个优点是旋转螺母滚珠丝杠组件-也被称为一个从动螺母-是它有相对低的惯性,因为螺杆轴保持静止,只有螺母旋转。

滚珠螺母驱动皮带和皮带轮系统
驱动滚珠螺母(而不是螺杆轴)可以显著降低滚珠丝杠驱动系统的惯性。
形象来源:SKF集团

了下:线性运动技巧


相关文章阅读更多>

低惯性,高精度线性音圈阶段莫蒂康
BRECOflex推出新款BRECOroll同步带
真空预紧空气轴承是如何工作的?
Dover Motion推出SmartStage XY线性定位器

运动设计指南

“运动

不可或缺报名

运动控制课堂

设计世界数码版

封面

浏览最新一期设计世界和背面问题在一个容易使用高质量的格式。剪辑,分享和下载与领先的设计工程杂志今天。

EDABoard电子论坛

全球顶级问题解决EE论坛,涵盖微控制器,DSP,网络,模拟和数字设计,射频,电力电子,PCB布线等

EDABoard:电子论坛

赞助内容

  • 超宽带:在你开始之前要考虑的因素
  • 不锈钢,碳钢,还是玻璃纤维?如何为您的申请确定理想的外壳材料
  • 评估和设计多股输送机风格和解决方案的产品处理挑战
  • 使用超宽带的创造性方法和你需要知道的开始
  • HELUKABEL PVC控制和电机电缆获得ECOLAB认证
  • 电子阀技术

设计世界播客

2021年8月1日
航空航天和汽车增材制造的趋势
看到更多>
工程交易

工程交流是一个面向工程师的全球教育网络社区。

联系、分享、学习就在今天

微博通过@DesignWorld
设计的世界
  • 广告
  • 关于我们
  • 联系
  • 管理您的设计世界订阅
  • 订阅
  • 设计世界数字网络
  • 工程白皮书
  • 飞跃奖

Copyright©2021 WTWH Media LLC. All Rights Reserved。除非事先得到WTWH媒体的书面许可,否则不得复制、分发、传送、缓存或以其他方式使用本网站内容
隐私政策|广告|关于我们

搜索设计世界

  • 首页
  • 文章
    • 3 d CAD
    • 电子•电
    • 紧固和连接
    • 工厂自动化
    • 线性运动
    • 运动控制
    • 测试与测量
    • 传感器
  • 3 d CAD模型
    • PARTsolutions
    • TraceParts
  • 领导
    • 2020年的赢家
    • 2019年的赢家
    • 飞跃奖
  • 资源
    • 订阅
    • 数字问题
      • EE世界数字问题
    • 设计工程的未来
    • 飞跃奖
    • MC²运动控制教室
    • 运动设计指南库
    • 播客
    • 供应商
    • 在线研讨会
  • 女性在工程
  • 电子书/技术提示
  • 视频
  • 新型冠状病毒肺炎
我们使用cookie来个性化内容和广告,提供社交媒体功能,并分析我们的流量。我们还与我们的社交媒体、广告和分析合作伙伴分享您使用我们网站的信息,这些合作伙伴可能会将您使用我们网站的信息与您提供给他们的或他们从您使用他们的服务中收集的其他信息相结合。如果您继续使用本网站,您即同意我们的cookies。 好吧没有阅读更多