电机选型计算器(转矩与惯量)

估算用滚珠丝杠、同步带、齿条或旋转工作台带动负载完成点到点运动周期时电机所需的转矩、惯量比和功率。可作为伺服或步进电机选型的初步计算。

使用方法

1. 选择“机构”，直线轴还要选择“水平”或“垂直”。
2. 输入“移动质量”、“导轨摩擦系数”以及可能存在的“与运动方向相反的外力”。
3. 输入“最高速度”、“单次移动行程”、“加速时间”、“减速时间”和“移动后的停止时间”。
4. 填写机构参数、减速比、样本中的“电机转子惯量”和“安全系数”。
5. 在顶部读取峰值转矩、有效转矩、惯量比和电机转速，并在图表下方查看推荐值。

计算方式与说明

• 负载转矩：滚珠丝杠 T = F × 导程 ÷ (2π × η)；同步带或齿条 T = F × D ÷ (2 × η)。F = 外力 + m × g（垂直）或 μ × m × g（水平）。
• 加速转矩 = (负载惯量 + 转子惯量) × α，α = 2π × N ÷ 60 ÷ 加速时间。减速比为 i 的减速机使转矩除以 i、惯量除以 i²。
• 有效转矩 = √(Σ T² × t ÷ Σ t)，对四个阶段计算。功率 = 转矩 × 2π × N ÷ 60。
• 所有数值均为估算，不涉及刚度、共振、发热和再生能量。最终电机请用厂商的选型软件确认。

常见问题

伺服电机的惯量比多大可以接受？

许多厂商建议快速定位时取 5 以下，5 到 10 通常经调整后可用。页面显示的分段是参考值，不是标准。

滚珠丝杠的负载转矩怎么计算？

推力 × 导程 ÷ (2π × 效率)。50 kg 工作台、μ = 0.1、导程 10 mm、效率 90 % 时约需 0.087 N·m。

为什么工具提示行程过短？

加速和减速所需的距离超过了行程，因此永远达不到输入的速度，改用三角形速度曲线计算。

选电机看峰值转矩还是有效转矩？

两者都要看。峰值转矩必须在该转速下电机的瞬时转矩限值内，有效转矩必须低于额定连续转矩。