Erforderliches Schrittmotor-Drehmoment

Ein 0,4-N·m-NEMA-17 reicht für einen leichten Druckkopf und nicht für ein 10-kg-Stahlportal bei 10 m/s². Dieser Schätzer nutzt F = ma plus Reibung auf einer waagerechten Achse oder F = m(a + g), wenn die Achse die Last hebt, und rechnet die Kraft dann über Riemenscheibe oder Spindel in Drehmoment um.

Eingaben

Einheiten

Ergebnisse

Lineare Kraft: 6,98N
Erforderliches Drehmoment: 4,94N·cm
Mit 1,5× Sicherheit: 7,41N·cm

Das Ergebnis hat orientierenden und edukativen Charakter. Es stellt weder einen Entwurf noch ein technisches Gutachten noch eine medizinische Beratung dar und ersetzt weder Berechnungen noch die Überprüfung durch eine Person mit den entsprechenden Qualifikationen und Berechtigungen. Vor dem Kauf, der Montage oder der Anwendung in der Praxis – insbesondere in elektrischen Anlagen – sollte das Ergebnis von einer qualifizierten Fachkraft überprüft werden. Einzelheiten: Nutzungsbedingungen, Ziffer 4.

Beispielprodukte

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Berechnungsmethode

Auf einer waagerechten Achse ist die lineare Kraft F = m a + μ m g: Masse mal Beschleunigung plus Führungsreibung durch das Gewicht, das auf die Schienen drückt. Auf einer senkrechten Achse, die die Last hebt, gilt F = m (a + g): Der Motor trägt das ganze Gewicht und beschleunigt es nach oben; μ wird nicht angewendet, weil das Gewicht nicht auf die Führungen drückt. Die Beschleunigung wird von mm/s² in m/s² umgerechnet (÷ 1000), g = 9,80665 m/s². Beim GT2-Riemen ist Teilkreisdurchmesser = (Zähne × 0,002 m) / π, der Radius die Hälfte davon und Drehmoment = F r / Wirkungsgrad. Bei einer Gewindespindel ist Drehmoment = F × Steigung / (2 π × Wirkungsgrad) mit Steigung in Metern. Ausgaben sind N·cm (×100 von N·m); imperial zeigt oz·in. Empfohlenes Drehmoment ist 1,5× der gerechnete Wert. Riemenmodus ignoriert die Steigung; Spindelmodus ignoriert Scheibenzähne.

Genaue Formel

Waagerecht: F = m a + μ m g. Senkrecht (hebend): F = m (a + g). Riemen: T = F r / η mit r aus GT2-Teilkreis. Spindel: T = F × Steigung / (2 π η). Empfohlen = 1,5 × T. Wirkungsgrad ist dezimal (0,9 Riemen; 0,3–0,75 Trapezspindel). Grenzen: Ignoriert Rotorträgheit, Riemendehnung und den Drehmomentabfall des Schrittmotors mit der Drehzahl. GT2-Teilkreis nimmt 2-mm-Teilung an. 1,5× ist Werkstattsicherheit, kein Datenblatt.

Beschleunigungseinheiten

Firmware nutzt oft mm/s². 3000 mm/s² ist eine milde Druckerbeschleunigung; 10 000 ist sportlich. Ein schweres CoreXY-Portal kann darunter bleiben, bis der Input-Shaper abgestimmt ist.

Doppelmotoren

Zwei Z-Spindeln teilen die Last: die Masse eintragen, die jeder Motor hebt, etwa die Hälfte des Portals bei zwei Spindeln oder ein Drittel bei drei. Die volle Masse nur nehmen, wenn ein Motor alles hebt, zum Beispiel zwei Spindeln, die per Riemen an einem einzigen Motor hängen.

Häufige Fragen

N·cm gegen N·m gegen oz·in?

1 N·m = 100 N·cm ≈ 141,6 oz·in. Desktop-Motoren halten oft 40–60 N·cm.

Warum ist Spindeldrehmoment bei gleicher Masse niedriger?

Eine feine Steigung ist eine große Untersetzung. Sie zahlen mit Speed und oft mit Wirkungsgrad (mehr Reibung).

Und eine Z-Achse?

Senkrecht wählen: Die Kraft wird m × (a + g), also dominiert das Gewicht — 1 kg braucht etwa 9,8 N vor jeder Beschleunigung. Die Masse eintragen, die ein Motor hebt. Eine Spindel mit 2 mm Steigung ist bei abgeschaltetem Motor selbsthemmend; TR8×8-Spindeln und riemengetriebene Z-Achsen können unter ihrem eigenen Gewicht absinken.

Zählt ein mit Filament voller Druckkopf?

Tragen Sie die Masse ein, die Sie wirklich beschleunigen — Druckkopf, Schienen und eine Teilspule, wenn sie mitfährt. Nicht den ganzen Druckerrahmen addieren.

Welches μ soll ich nehmen?

0,02–0,05 für anständige Linearführungen, 0,1+ wenn Räder zu straff oder die Achse schmutzig ist. Wenn die Achse von Hand schwer zu schieben ist, ist μ nicht 0,02. Eine senkrechte Achse ignoriert μ.

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