步進減速機選型中，最常見的信息是“57步進配10比減速機”。

但57和86主要表示電機法蘭尺寸，不能說明電機在實際工作轉速下能夠輸出多大扭矩。

1. 保持扭矩不等于運行扭矩

保持扭矩是步進電機靜止通電時抵抗外力轉動的能力。

電機運行后，實際輸出扭矩會受到以下因素影響：

• 電機轉速；

• 驅動電壓；

• 驅動電流；

• 繞組電感；

• 驅動器細分；

• 加速曲線。

通常轉速越高，步進電機的動態扭矩下降越明顯。

2. 輸出扭矩應使用動態數據

步進減速機輸出扭矩可按下面的公式估算：

T? = T運行 × i × η

T運行為電機在實際工作轉速下的扭矩；i為減速比；η為傳動效率。

假設：

• 電機保持扭矩為3N·m；

• 實際運行扭矩為1.5N·m；

• 減速比為10；

• 傳動效率為0.9。

正確計算為：

T? = 1.5 × 10 × 0.9 = 13.5N·m

如果錯誤地使用保持扭矩：

T? = 3 × 10 × 0.9 = 27N·m

錯誤結果是實際輸出能力的兩倍，容易造成選型偏小和運行失步。

3. 減速比應從輸出速度反推

輸出轉速為：

n? = n? ÷ i

如果設備要求輸出轉速為100r/min，步進電機計劃運行在800r/min：

減速比 = 800 ÷ 100 = 8

可以選擇接近的標準減速比，再校核動態扭矩。

減速比過大，設備速度可能不足；減速比過小，輸出扭矩和慣量匹配可能不夠。

4. 配置減速機后仍可能失步

減速機可以降低速度、提高輸出扭矩并改善慣量匹配，但不能徹底解決所有失步問題。

常見失步原因包括：

• 加速時間太短；

• 驅動電壓不足；

• 驅動電流偏低；

• 電機進入共振區；

• 機械結構卡滯；

• 負載突然變化；

• 電機溫升過高；

• 脈沖頻率變化過快。

5. 加速過快會增加扭矩需求

加速扭矩為：

T = J × α

T為加速扭矩；J為系統慣量；α為角加速度。

加速時間越短，角加速度越大。

如果電機在當前轉速下的動態扭矩小于負載扭矩和加速扭矩之和，就可能出現失步。

現場可以先適當延長加速時間。如果失步明顯減少，說明原加速曲線過快。

6. 共振問題排查

步進電機共振常見表現為：

• 某一轉速下噪聲明顯增大；

• 電機和機架同時振動；

• 低速運行不均勻；

• 加速過程中失步；

• 定位位置偶爾偏移。

建議檢查：

1. 驅動器細分設置；

2. 驅動電壓；

3. 加速時間；

4. 電機運行轉速；

5. 電機安裝板剛性；

6. 聯軸器同軸度；

7. 負載慣量。

7. 輸出軸懸臂影響軸承壽命

步進減速機輸出端常安裝同步輪、齒輪或鏈輪。

輸出軸彎矩為：

M = F × L

M為彎矩；F為徑向力；L為作用點到軸承支撐位置的距離。

假設同步帶產生300N徑向力，懸臂距離為0.05m：

M = 300 × 0.05 = 15N·m

如果懸臂距離增加到0.1m：

M = 300 × 0.1 = 30N·m

懸臂距離增加一倍，軸承彎矩也增加一倍。

因此，同步輪應盡量靠近減速機輸出端。