步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

下圖顯示了 5 相步進(jìn)電機(jī)的兩個(gè)橫截面。步進(jìn)電機(jī)主要由兩部分組成：定子和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由三部分組成：轉(zhuǎn)子1、轉(zhuǎn)子2和永磁體。轉(zhuǎn)子在軸向方向被磁化，因此，例如，如果轉(zhuǎn)子 1 被極化為北極，則轉(zhuǎn)子 2 將被極化為南極。

定子有十個(gè)帶小齒的磁極，每個(gè)極上有一個(gè)繞組。每個(gè)繞組都連接到相反極的繞組，以便當(dāng)電流通過(guò)該對(duì)繞組時(shí)，兩個(gè)極都被磁化為相同的極性。（通過(guò)給定繞組的電流會(huì)磁化相同極性（即北極或南極）的相反對(duì)極。）

相對(duì)的一對(duì)磁極構(gòu)成一個(gè)相。由于有 A 到 E 五個(gè)相，因此該電機(jī)被稱為“5 相步進(jìn)電機(jī)”。

每個(gè)轉(zhuǎn)子的外周有 50 個(gè)小齒，轉(zhuǎn)子 1 和轉(zhuǎn)子 2 的小齒彼此機(jī)械偏移半個(gè)齒距。

勵(lì)磁：?通過(guò)電機(jī)繞組發(fā)送電流

磁極：?定子的突出部分，被勵(lì)磁磁化

小齒：?轉(zhuǎn)子和定子上的齒

工作原理

下面就磁化后的定子小齒和轉(zhuǎn)子小齒的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。

當(dāng)“A”相被激發(fā)時(shí)

當(dāng) A 相被激發(fā)時(shí)，它的兩極向南極化。這會(huì)吸引轉(zhuǎn)子 1 的南極齒，同時(shí)排斥轉(zhuǎn)子 2 的南極齒。因此，處于平衡狀態(tài)的整個(gè)單元上的力使轉(zhuǎn)子保持靜止。此時(shí)，未勵(lì)磁的B相極齒與轉(zhuǎn)子2的南極齒錯(cuò)開(kāi)，偏移0.72?。這總結(jié)了A相勵(lì)磁時(shí)定子齒和轉(zhuǎn)子齒之間的關(guān)系。

當(dāng)“B”相被激發(fā)時(shí)

當(dāng)勵(lì)磁從 A 相切換到 B 相時(shí)，B 相磁極為北極，吸引轉(zhuǎn)子 2 的南極，排斥轉(zhuǎn)子 1 的北極。

換句話說(shuō)，當(dāng)勵(lì)磁從 A 相切換到 B 相時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 0.72?。當(dāng)激勵(lì)從 A 相轉(zhuǎn)移到 B、C、D 和 E 相，然后回到 A 相時(shí)，步進(jìn)電機(jī)以 0.72? 的步長(zhǎng)精確旋轉(zhuǎn)。要反向旋轉(zhuǎn)，將勵(lì)磁順序反轉(zhuǎn)為 A、E、D、C、B 相，然后返回 A 相。

定子和轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械偏移固有 0.72? 的高分辨率，無(wú)需使用編碼器或其他傳感器即可實(shí)現(xiàn)精確定位。獲得}3弧分（空載）的高停止精度，因?yàn)橛绊懲Ｖ咕鹊奈ㄒ灰蛩厥嵌ㄗ雍娃D(zhuǎn)子的加工精度、裝配精度和繞組的直流電阻的變化。

驅(qū)動(dòng)器起到相位切換的作用，其時(shí)序由輸入到驅(qū)動(dòng)器的脈沖信號(hào)控制。上面的示例顯示了一次前進(jìn)一相的勵(lì)磁，但在實(shí)際的步進(jìn)電機(jī)中，通過(guò)同時(shí)勵(lì)磁四相或五相來(lái)有效利用繞組。

步進(jìn)電機(jī)的基本特性

步進(jìn)電機(jī)在應(yīng)用中需要考慮的一個(gè)重點(diǎn)是電機(jī)特性是否適合使用條件。
以下部分描述了步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用中需要考慮的特性。
步進(jìn)電機(jī)性能的兩個(gè)主要特點(diǎn)是：

動(dòng)態(tài)特性：?這些是步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)和旋轉(zhuǎn)特性，主要影響機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和循環(huán)時(shí)間。
?

靜態(tài)特性：?這些是與步進(jìn)電機(jī)處于靜止模式時(shí)發(fā)生的角度變化有關(guān)的特性，會(huì)影響機(jī)械的精度水平。

動(dòng)態(tài)特性

速度-轉(zhuǎn)矩特性?上圖是顯示驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系的特性圖。在選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)總是參考這些特性。橫軸表示電機(jī)輸出軸的速度，縱軸表示扭矩。速度-扭矩特性由電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器決定，并且受所用驅(qū)動(dòng)器類型的影響很大。

最大保持力矩(TH)?最大保持力矩是步進(jìn)電機(jī)在不旋轉(zhuǎn)的情況下通電（額定電流）時(shí)的最大保持力（力矩）。

拉出扭矩?拉出扭矩是在給定速度下可以輸出的最大扭矩。選擇電機(jī)時(shí)，確保所需扭矩落在該曲線內(nèi)。

最大啟動(dòng)頻率（fS）?步進(jìn)電機(jī)的摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載為0時(shí)，電機(jī)可以瞬間啟動(dòng)或停止（無(wú)加減速時(shí)間）的最大脈沖速度。以超過(guò)脈沖速度驅(qū)動(dòng)電機(jī)這個(gè)速率將需要逐漸加速或減速。當(dāng)向電機(jī)添加慣性負(fù)載時(shí)，該頻率將降低。請(qǐng)參考下面的慣性負(fù)載-啟動(dòng)頻率特性。

最大響應(yīng)頻率（fr）?步進(jìn)電機(jī)的摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載為0時(shí)，電機(jī)可以通過(guò)逐漸加速或減速運(yùn)行的最大脈沖速度。下圖顯示了5相電機(jī)的速度-轉(zhuǎn)矩特性步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器包。

慣性負(fù)載 - 啟動(dòng)頻率特性?這些特性顯示了負(fù)載慣性引起的啟動(dòng)頻率變化。由于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和負(fù)載都有自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，瞬時(shí)啟動(dòng)和停止時(shí)電機(jī)軸會(huì)出現(xiàn)滯后和超前現(xiàn)象。這些值隨脈沖速度而變化，但電機(jī)不能跟隨超過(guò)某個(gè)點(diǎn)的脈沖速度，因此會(huì)導(dǎo)致失步。失步發(fā)生前的脈沖速度稱為起始頻率。

最大啟動(dòng)頻率隨慣性負(fù)載的變化可通過(guò)以下公式近似計(jì)算：

振動(dòng)特性

步進(jìn)電機(jī)通過(guò)一系列步進(jìn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)?？绮竭\(yùn)動(dòng)可以描述為 1 步響應(yīng)，如下所示：

1. 向靜止的步進(jìn)電機(jī)輸入一個(gè)單脈沖，使電機(jī)加速到下一個(gè)停止位置。

2、加速電機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)停止位置，超調(diào)一定角度，反向拉回。

3. 電機(jī)在阻尼振蕩后停在設(shè)定的停止位置。

低速振動(dòng)是由產(chǎn)生這種阻尼振蕩的階梯狀運(yùn)動(dòng)引起的。下面的振動(dòng)特性圖表示電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)幅度。振動(dòng)級(jí)別越低，電機(jī)旋轉(zhuǎn)越平穩(wěn)。

靜態(tài)特性

角度-扭矩特性：?角度-扭矩特性表示電機(jī)在額定電流下勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子的角位移與外部施加在電機(jī)軸上的扭矩之間的關(guān)系。這些特性的曲線如下所示：

下圖顯示了上圖中編號(hào)點(diǎn)處的轉(zhuǎn)子齒和定子齒之間的位置關(guān)系。當(dāng)在點(diǎn) (1) 保持穩(wěn)定時(shí)，對(duì)電機(jī)軸施加的外部力將產(chǎn)生向左方向的扭矩 T (+)，試圖使軸返回到穩(wěn)定點(diǎn) (1)。當(dāng)外力等于點(diǎn) (2) 處的扭矩時(shí)，軸將停止。

如果施加額外的外力，則產(chǎn)生的扭矩將在點(diǎn) (3) 處達(dá)到最大值。該扭矩稱為最大保持扭矩 TH。

施加超過(guò)該值的外力將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子到不穩(wěn)定點(diǎn)（5）及以上，產(chǎn)生與外力方向相同的扭矩T（-），使其運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)（1）并停止。

穩(wěn)定點(diǎn)：?轉(zhuǎn)子停止的點(diǎn)，定子齒和轉(zhuǎn)子齒完全對(duì)齊。這些點(diǎn)非常穩(wěn)定，如果不施加外力，轉(zhuǎn)子將一直停在那里。

不穩(wěn)定點(diǎn)：?定子齒和轉(zhuǎn)子齒有半個(gè)齒距不對(duì)齊的點(diǎn)。即使在最輕微的外力作用下，位于這些點(diǎn)的轉(zhuǎn)子也會(huì)向左或向右移動(dòng)到下一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)。

角度精度

在空載條件下，步進(jìn)電機(jī)的角度精度在 ±3 弧分 (±0.05?) 以內(nèi)。小誤差是由定子和轉(zhuǎn)子的機(jī)械精度差異和定子繞組直流電阻的小變化引起的。步進(jìn)電機(jī)的角度精度一般用停止位置精度來(lái)表示。

停止位置精度：?停止位置精度是轉(zhuǎn)子的理論停止位置與實(shí)際停止位置之間的差值。將給定的轉(zhuǎn)子停止點(diǎn)作為起始點(diǎn)，則停止位置精度是在完整旋轉(zhuǎn)的每一步所進(jìn)行的測(cè)量集中的最大值 (+) 值和最大值 (?) 之間的差值。

停止位置精度在 ±3 弧分 (±0.05?) 以內(nèi)，但僅限于無(wú)負(fù)載條件下。在實(shí)際應(yīng)用中，摩擦載荷總是相同的。在這種情況下，角度精度是由角度引起的角位移產(chǎn)生的 - 基于摩擦負(fù)載的扭矩特性。如果摩擦載荷恒定，則單向運(yùn)行的位移角將恒定。

然而，在雙向操作中，往返行程會(huì)產(chǎn)生雙倍的位移角。當(dāng)需要高停止精度時(shí)，請(qǐng)始終定位在同一方向。

步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器包的勵(lì)磁順序

我們目錄中列出的每個(gè) 5 相電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器套件都包含一個(gè) New Pentagon、五引線電機(jī)和一個(gè)包含特殊勵(lì)磁序列的驅(qū)動(dòng)器。這種組合為 Oriental Motor 專有，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

五根導(dǎo)線的簡(jiǎn)單連接

低振動(dòng)

以下部分描述接線和勵(lì)磁順序。

新 Pentagon，4 相勵(lì)磁：全步系統(tǒng)（0.72?/步）

這是 5 相電機(jī)特有的系統(tǒng)，其中四個(gè)相被激勵(lì)。步距角為 0.72? (0.36?)。它提供了很好的阻尼效果，因此運(yùn)行穩(wěn)定。

? ? ??

新 Pentagon，4-5 相勵(lì)磁：半步系統(tǒng)（0.36?/步）

交替 4 相和 5 相勵(lì)磁的步進(jìn)序列以每步 0.36? 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。一次旋轉(zhuǎn)可分為1000步。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的常見(jiàn)系統(tǒng)有兩種：恒流驅(qū)動(dòng)和恒壓驅(qū)動(dòng)。恒壓驅(qū)動(dòng)的電路更簡(jiǎn)單，但在高速下實(shí)現(xiàn)扭矩性能相對(duì)更難。
另一方面，恒流驅(qū)動(dòng)是現(xiàn)在最常用的驅(qū)動(dòng)方法，因?yàn)樗诟咚傧绿峁┏錾呐ぞ匦阅?。Oriental Motor的所有驅(qū)動(dòng)器均采用恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述

步進(jìn)電機(jī)通過(guò)流過(guò)繞組的電流的順序切換來(lái)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)速度增加時(shí)，開(kāi)關(guān)速率也變得更快，電流上升滯后，導(dǎo)致扭矩?fù)p失。遠(yuǎn)高于電機(jī)額定電壓的直流電壓的斬波將確保額定電流到達(dá)電機(jī)，即使在更高速度下也是如此。

流過(guò)電機(jī)繞組的電流通過(guò)電流檢測(cè)電阻檢測(cè)為電壓，并與參考電壓進(jìn)行比較。電流控制是通過(guò)在檢測(cè)電阻兩端的電壓低于參考電壓（未達(dá)到額定電流時(shí)）時(shí)使開(kāi)關(guān)晶體管 Tr2 保持導(dǎo)通，或在該值高于參考電壓時(shí)關(guān)閉 Tr2 來(lái)實(shí)現(xiàn)的（當(dāng)它超過(guò)額定電流時(shí)），從而提供恒定的額定電流。

交流輸入和直流輸入特性之間的差異

步進(jìn)電機(jī)由通過(guò)驅(qū)動(dòng)器施加的直流電壓驅(qū)動(dòng)。在 Oriental Motor 的 24 VDC 輸入電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器套件中，24 VDC 應(yīng)用于電機(jī)。在 100-115 VAC 電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器封裝中，輸入被整流為 DC，然后大約 140 VDC 被施加到電機(jī)。（某些產(chǎn)品除外。）

施加到電機(jī)的這種電壓差異表現(xiàn)為高速時(shí)扭矩特性的差異。這是因?yàn)槭┘与妷涸礁?，通過(guò)電機(jī)繞組的電流上升越快，有利于在更高速度下施加額定電流。

因此，交流輸入電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器套件在從低速到高速的寬速度范圍內(nèi)具有出色的扭矩特性，提供大速比。建議為您的應(yīng)用考慮兼容更廣泛工作條件的交流輸入電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器套件。

微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)

微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)是在不使用減速機(jī)構(gòu)的情況下，將5相步進(jìn)電機(jī)的基本步距角（0.72?）分成更小的步距（最大可達(dá)250格）。

◇ 微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)

步進(jìn)電機(jī)以轉(zhuǎn)子和定子的凸極結(jié)構(gòu)確定的步距角為增量移動(dòng)和停止，輕松
實(shí)現(xiàn)高精度定位。另一方面，步進(jìn)電機(jī)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子速度發(fā)生變化，因?yàn)?br /> 電機(jī)以步距角增量旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致在給定速度下產(chǎn)生共振或更大的振動(dòng)。

微步進(jìn)是一種通過(guò)控制供給電機(jī)線圈的電流流動(dòng)，從而將電機(jī)的基本步進(jìn)角分成更小的步進(jìn)，從而在極低速度下實(shí)現(xiàn)低共振、低噪音操作的技術(shù)。

電機(jī)的基本步距角（0.72?/整步）可分為更小的步距，范圍從 1/1 到 1/250。微步從而確保平穩(wěn)運(yùn)行。

采用平滑改變電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流的技術(shù)，可將電機(jī)振動(dòng)降至最低，實(shí)現(xiàn)低噪音運(yùn)行。

◇ 高達(dá) 250 微步

得益于微步驅(qū)動(dòng)器，不同的步進(jìn)角（16 步到 250 格）可以設(shè)置到兩個(gè)步進(jìn)角設(shè)置開(kāi)關(guān)。通過(guò)外部源控制用于步進(jìn)角切換的輸入信號(hào)，可以在為各個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)置的水平之間切換步進(jìn)角。

微步驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)

● Low Vibration
Microstep 驅(qū)動(dòng)技術(shù)以電子方式將步進(jìn)角分成更小的步進(jìn)，確保低速下平滑的增量運(yùn)動(dòng)并顯著減少振動(dòng)。雖然阻尼器或類似裝置通常用于減少振動(dòng)，但電機(jī)本身采用的低振動(dòng)設(shè)計(jì) - 以及微步驅(qū)動(dòng)技術(shù) - 更有效地減少了振動(dòng)。可以大大簡(jiǎn)化抗振措施，因此它是大多數(shù)對(duì)振動(dòng)敏感的應(yīng)用和設(shè)備的理想選擇。

● 低噪音
微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)有效降低了低速時(shí)振動(dòng)相關(guān)的噪音水平，實(shí)現(xiàn)了低噪音性能。即使在對(duì)噪聲最敏感的環(huán)境中，該電機(jī)也表現(xiàn)出出色的性能。

● 改進(jìn)的可控性
新型 Pentagon 微步驅(qū)動(dòng)器具有卓越的阻尼性能，可最大限度地減少響應(yīng)步進(jìn)變化的過(guò)沖和下沖，準(zhǔn)確地遵循脈沖模式并確保改進(jìn)的線性度。此外，可以減輕通常由啟動(dòng)和停止動(dòng)作引起的震動(dòng)。

步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器包

控制系統(tǒng)概述

◇ 轉(zhuǎn)子位置傳感器

轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)傳感器內(nèi)置于電機(jī)輸出軸的反端：

傳感器繞組檢測(cè)由于轉(zhuǎn)子角位置引起的磁阻變化。

具有創(chuàng)新的閉環(huán)控制

偏差計(jì)數(shù)器通過(guò)脈沖信號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)子實(shí)際角位置相對(duì)于位置指令的偏差（滯后/超前）。計(jì)算結(jié)果用于檢測(cè)“失步區(qū)域”并通過(guò)在開(kāi)環(huán)和閉環(huán)模式之間切換來(lái)操作電機(jī)。

如果定位偏差小于}1.8?，電機(jī)運(yùn)行在開(kāi)環(huán)模式。

如果定位偏差為}1.8? 或更大，則電機(jī)以閉環(huán)模式運(yùn)行。

在閉環(huán)模式下，電機(jī)繞組勵(lì)磁受到控制，以便在給定的轉(zhuǎn)子角位置產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。這種控制方法消除了角度-扭矩特性中的不穩(wěn)定點(diǎn)（失步區(qū)域）。

阿爾法步的特點(diǎn)

◇ 提升步進(jìn)電機(jī)性能

高速時(shí)不會(huì)“失步”。因此，與傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)不同，其操作將不受以下限制：

對(duì)加速/減速率和慣性比的限制源于控制器的脈沖曲線。

“失步”引起的啟動(dòng)脈沖速度限制。

使用速度過(guò)濾器調(diào)整啟動(dòng)/停止時(shí)的響應(yīng)度。無(wú)需更改控制器數(shù)據(jù)（啟動(dòng)脈沖、加速/減速率）即可通過(guò) 16 種設(shè)置調(diào)整啟動(dòng)/停止的響應(yīng)性。此功能旨在減少低速運(yùn)行期間對(duì)工作的沖擊和振動(dòng)。

使用勵(lì)磁定時(shí)信號(hào)返回機(jī)械原點(diǎn)運(yùn)行

● 勵(lì)磁時(shí)序信號(hào)
驅(qū)動(dòng)器對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行初始勵(lì)磁時(shí)（步“0”）輸出勵(lì)磁時(shí)序（TIM.）信號(hào)。Oriental Motor的5相步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器套件在接通電源時(shí)進(jìn)行初始勵(lì)磁，
每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)就推進(jìn)勵(lì)磁序列，電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)7.2?完成一個(gè)循環(huán)。

當(dāng)需要執(zhí)行高度可重復(fù)的機(jī)械原點(diǎn)返回操作時(shí)，使用這些定時(shí)信號(hào)。以下各節(jié)介紹步進(jìn)電機(jī)返回機(jī)械原點(diǎn)操作和時(shí)序信號(hào)的使用。

● 步進(jìn)電機(jī)返回機(jī)械原點(diǎn)運(yùn)行

打開(kāi)電源啟動(dòng)自動(dòng)化設(shè)備或停電后重新啟動(dòng)設(shè)備時(shí)，需要將步進(jìn)電機(jī)恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)位置。該操作稱為“返回機(jī)械原點(diǎn)操作”。

步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械原點(diǎn)返回操作使用原點(diǎn)傳感器來(lái)檢測(cè)用于定位操作的機(jī)械組件。當(dāng)檢測(cè)到的信號(hào)被確認(rèn)時(shí)，控制器停止脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)停止。在這樣的機(jī)械原點(diǎn)返回操作中，原點(diǎn)位置的精度取決于原點(diǎn)傳感器的檢測(cè)性能。由于原點(diǎn)傳感器的檢測(cè)性能會(huì)根據(jù)環(huán)境溫度和機(jī)構(gòu)檢測(cè)區(qū)域的接近速度等因素而變化，因此對(duì)于需要高度可重復(fù)的機(jī)械原點(diǎn)位置檢測(cè)的應(yīng)用，有必要減少這些因素。

● 使用激勵(lì)定時(shí)信號(hào)提高再現(xiàn)性

確保機(jī)械原點(diǎn)位置不因原點(diǎn)傳感器的檢測(cè)性能變化而變化的方法是通過(guò)與定時(shí)信號(hào)邏輯相乘來(lái)停止脈沖信號(hào)。由于在初勵(lì)磁時(shí)輸出定時(shí)信號(hào)，如果在輸出定時(shí)信號(hào)時(shí)停止脈沖信號(hào)，則機(jī)械原點(diǎn)始終在初勵(lì)磁時(shí)確定。

電纜長(zhǎng)度與傳輸頻率的關(guān)系

隨著脈沖線電纜變長(zhǎng)，最大傳輸頻率降低。具體來(lái)說(shuō)，電纜的電阻元件和雜散電容會(huì)導(dǎo)致CR電路的形成，從而延遲脈沖上升和下降時(shí)間。電纜中的雜散電容出現(xiàn)在電線和接地層之間。然而，很難提供明確的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，因?yàn)闂l件會(huì)根據(jù)電纜類型、布局、路由和其他因素而有所不同。

與本公司產(chǎn)品組合使用時(shí)的發(fā)射頻率（實(shí)測(cè)參考值）如下表：

耦合剛度對(duì)設(shè)備的影響

表示聯(lián)軸器性能的規(guī)格包括允許負(fù)載、允許速度、扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)、聯(lián)軸器間隙（游隙）和允許偏差。在實(shí)踐中，為要求高定位性能或低振動(dòng)的設(shè)備選擇聯(lián)軸器時(shí)，主要選擇標(biāo)準(zhǔn)是“剛性、無(wú)背隙”。然而，在某些情況下，聯(lián)軸器剛度對(duì)設(shè)備的整體剛度影響很小。

本節(jié)以使用 MCS 等爪式聯(lián)軸器和剛性更高的波紋管聯(lián)軸器的兩種用途為例，比較了由滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)構(gòu)成的設(shè)備的整體剛性。（數(shù)據(jù)取自KTR的技術(shù)文件，因此聯(lián)軸器尺寸與Oriental Motor提供的產(chǎn)品不同。）

測(cè)試設(shè)備概覽

零件規(guī)格

爪形聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)
Cj? = 21000 [N?m/rad]

波紋管聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)
Cb ?= 116000 [N?m/rad]

伺服電機(jī)剛性
Cm ?= 90000 [N?m/rad]

滾珠絲杠導(dǎo)程
h ?= 10 [mm]

滾珠絲杠根圓直徑
d ?=28.5[mm]

滾珠絲杠長(zhǎng)度
L? = 800 [mm]

軸向軸承剛度
Rbrg? = 750 [N/μm]

滾珠絲杠螺母軸向剛性
Rn? = 1060 [N/μm]

滾珠絲杠的彈性模量
Rf? = 165000 [N/mm2]

1.求得滾珠絲桿、軸承和螺母的扭轉(zhuǎn)剛度。滾珠絲杠軸向剛度Rs計(jì)算如下：

因此，滾珠絲杠、軸承和螺母的軸向總剛度Rt計(jì)算如下：

該軸向的剛度被用作扭轉(zhuǎn)剛度Ct。

2. 求出使用爪形聯(lián)軸器時(shí)的設(shè)備整體剛度C。

3.求出采用波紋管聯(lián)軸器時(shí)的設(shè)備整體剛度C。

四、計(jì)算結(jié)果

　　審核編輯：湯梓紅