剛度（dù）和剛性：

　　剛度是指材料或結構在受力時（shí）抵抗彈性變形的能力（lì），是材料（liào）或結構彈性變形難易（yì）程（chéng）度的表征。材料的（de）剛（gāng）度通常用彈性（xìng）模（mó）量E來衡量。在宏觀彈（dàn）性範圍內，剛度（dù）是零件荷載與位移（yí）成正比的（de）比例係數，即引起單位（wèi）位移所需的力。它的倒數稱為柔度，即單位力（lì）引起的位（wèi）移。剛度可分為靜剛度和動剛度。

　　一（yī）個結構的剛度（dù）（k）是指（zhǐ）彈性體（tǐ）抵抗（kàng）變形拉伸（shēn）的能力。

　　k=P/δ

　　P是作用於結構的恒力，δ是（shì）由於力而（ér）產生的形變。

　　轉動結構的轉動剛度（k）為（wéi）：

　　k=M/θ

　　M為力（lì）矩，θ為（wéi）旋（xuán）轉角度。

　　例如，鋼管比較堅硬，一般受外力（lì）形變小，而皮筋比（bǐ）較軟，受到同等力產生的形變（biàn）就比較大，那我（wǒ）們就說鋼管的剛性強，皮筋的剛性弱，柔（róu）性強。

　　在（zài）伺服電機的應用中，用聯軸器連（lián）接電機和負載，就是（shì）典型的剛性連接；而用同步帶或者皮帶來連接電機和負載，就是典型的（de）柔性連接。

　　電機剛性就是電機軸抗外界力矩幹擾的能力，我（wǒ）們可以在伺服驅動器調節電機的剛性。

　　伺（sì）服電機的機械剛度跟它的響應速度有關。一般剛性越（yuè）高其響應速度也越高，但是調太高的話，會讓（ràng）電機產生機械共振。所以，在一般的伺服驅動參數裏麵都有手動調整（zhěng）響應頻率的選項（xiàng），要根（gēn）據機械的共振點來調整，需（xū）要調試人員的時間和經驗（其實就是調（diào）增益參數（shù））。

　　在伺服（fú）係統位置模式（shì）下，施加（jiā）力讓電機（jī）偏轉，如果用力（lì）較（jiào）大（dà）且偏轉角度較小（xiǎo），那麽就認為伺服係統剛（gāng）性強，反之則認為伺服剛性弱。這（zhè）個剛（gāng）性，就更接近於（yú）響應速度這個概念。從控製器角度看的（de）話，剛性其實是速度環、位置環和時間積分常數組合成的一個參數，它的大小決定機械的一個響（xiǎng）應速度。

　　但如果你不需要定位快（kuài），隻需要精（jīng）準度，那（nà）麽在阻力不大的時候，剛性低，也可以做到定（dìng）位準，隻不過定位時間（jiān）長。因為剛性低時定位慢，在要求響應快，定位時間短的情況下，就會存在定位不準的錯覺。

　　而慣量描（miáo）述的是物體運動的慣性，轉（zhuǎn）動慣量是物體繞軸轉動慣（guàn）性的度量。轉動慣量隻跟轉動半（bàn）徑和物體質量有關。一（yī）般負載慣量超過電機轉子慣量的10倍，可以認為慣量較大。

　　導軌（guǐ）和絲杠的轉動慣量對伺服電機傳動係統的剛性影響很大，固定增益下，轉動慣量越大（dà），剛性越（yuè）大，越易引起電機抖動；轉動慣量越小，剛性越小，電機越不易抖動。可通過更換較小直徑的導軌和絲杆減小轉動慣量從而減小負（fù）載慣量來達到（dào）電機不抖動。

　　通常在伺服係統選型時，除考慮電機的（de）扭矩和額（é）定速度等等參（cān）數外，我們還需要先計算得知機械係統換算（suàn）到電（diàn）機軸的慣量，再根據機（jī）械的實際動作要求及加工件質量要求來具體選擇具有合適慣量大小（xiǎo）的電機。

　　在調試時（手動模（mó）式下），正確設定慣量比參數是充分發揮機械及伺服（fú）係統最佳效能的前提。

　　那到底什麽是“慣量匹配”呢？

　　根據牛二定律（lǜ）：

　　進給係統所需力矩（jǔ）= 係統轉動慣量J × 角加速度θ

　　角（jiǎo）加速度θ影響係統的動態特性，θ越小則由控製器發出指令到（dào）係統執行完畢的時間越長，係統反應越慢。如果（guǒ）θ變（biàn）化，則係統反應將忽快忽慢，影響加工精度。

　　伺服電機選定後最大輸出值不（bú）變，如果希望θ的變化小，則J就應該（gāi）盡量小。

　　而係統轉動慣量J＝伺服電機的旋轉慣性動量JM ＋ 電機軸換算的負載慣性（xìng）動量JL。

　　負載慣量JL由工作台及上麵裝（zhuāng）的夾具和工件、螺杆、聯軸器等直線和旋轉運動件的慣量折合到（dào）馬達（dá）軸上的慣量組成（chéng）。JM為伺服電機轉（zhuǎn）子慣量（liàng），伺服電機選定後，此值就為定值，而（ér）JL則隨工件等負載（zǎi）改變而變化。如果希望J變化（huà）率小些（xiē），則最好使JL所（suǒ）占比例（lì）小些。一般（bān）來（lái）說，小慣量的電機製動性能好，啟動，加速停（tíng）止的反應很（hěn）快，高速往（wǎng）複（fù）性好，適合於一些輕負載，高速定位的場合。中、大慣量的電機適用大負載、平穩要求比較（jiào）高的場合，如一些圓周運（yùn）動機構和一些機床行業。

　　所以（yǐ）伺服（fú）電機剛性過大，剛性不足，一般是（shì）要調（diào）伺服驅動器的增（zēng）益改變係統響應了。慣量過大，慣量不足，說的是負載（zǎi）的慣量變（biàn）化和（hé）伺服電機慣量的一個相對的比較。

　　另外還需（xū）考慮到（dào）減速器對鋼性負載的影響：減速器可以改變慣量匹配，一般當負載與電機的慣量比>5時（shí），考慮采用減速裝置，提高慣量匹配。慣性比（bǐ）與減速比的平方成反比例。

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