【正文】 ，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓） 步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)： ⑴． 步進(jìn)電機(jī)的步距角 b? 取系統(tǒng)脈沖當(dāng)量 1 /p mm ste p? ? ，初選步進(jìn)電機(jī)步距角 ? ? . ⑵． 步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)力矩的計(jì)算 設(shè)步進(jìn)電機(jī)等效負(fù)載力矩為 T，負(fù)載力為 P，根據(jù)能量守恒原理，電機(jī)所做的功與負(fù)載力做功有如下關(guān)系 19 T Ps??＝ 式中： ? —— 電機(jī)轉(zhuǎn)角； s —— 移動(dòng)部件的相應(yīng)位移； ? —— 機(jī)械傳動(dòng)效率 . 若取 b??? ，則ps ??，且 SP P G??? ，所以 ? ?36 ()2pSbPGT N cm???? ??? 式中： SP —— 移動(dòng)部件負(fù)載（ N）； G—— 移動(dòng)部件重量（ N）； zP —— 與重量方向一致的作用在移動(dòng)部件上的負(fù)載力（ N）； ? —— 導(dǎo)軌摩擦系數(shù)； b? —— 步進(jìn)電機(jī)步距角，（ rad）； T—— 電機(jī)軸負(fù)載力矩（ N/cm） 取 ?? （淬火鋼滾珠導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)）， ?? ， SP 為絲杠牽引力， P N?? .考慮到重力影響， Y 向電機(jī)負(fù)載較大，因此取 287yG G N?? ，所以 ? ?3 6 0 . 0 1 2 4 . 7 0 . 0 3 2 8 7 1 . 3 3 ( )2 1 . 5 0 . 9 6T N c m?? ? ????? 若不考慮啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，則啟動(dòng)力矩 ~ TT ? 取安全系數(shù)為 ，則 ? ?1 .3 3 4 .4 20 .3qT N cm?? 對于工作方式為三相六拍的三相步進(jìn)電機(jī) m ax TT ??? ?/cmN ⑶、步進(jìn)電機(jī)的最高工作頻率 m a xm a x 1000 1 0 0 0 1 1 6 6 7 ( )6 0 6 0 0 . 0 1pVf H z? ?? ? ?? 查表選用 45BF005Ⅱ型步進(jìn)電機(jī)， 電機(jī)的有關(guān)參數(shù)見表 3. 20 表 3 步進(jìn)電機(jī) 的 參數(shù) 型 號(hào) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 外形尺寸()mm 步距角 ?? 最大靜轉(zhuǎn)距 ? ?Ncm 最高空載啟動(dòng)頻率( /steps ) 相數(shù) 電壓 電流 ()A 外徑 長度 軸徑 45BF005Ⅱ 3000 3 27 45 58 4 蝸桿與滾珠絲杠配合 普通圓柱蝸桿可分為阿基米德蝸桿 (ZA 蝸桿 )、漸開線蝸桿 (ZI 蝸桿 )、法向直廓蝸桿 (ZN 蝸桿 )和 錐面 包絡(luò)圓柱蝸桿 (ZK 蝸桿 )等四種 . 滾珠絲杠與蝸桿聯(lián)接，蝸桿一頭安裝鉆頭。 23 六 ．總結(jié) 經(jīng)過這三周的時(shí)間，在老師和同組人和其他同學(xué)的指導(dǎo)和合作幫助下，這個(gè)PLC 課程設(shè)計(jì)終于完成了 .總結(jié)這階段，我收獲很 多 .以前光只靠在書本上和老師課堂上講的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不行的，理論知識(shí)只有在不斷的實(shí)踐和鍛煉中才能上升為自己頭腦中的所學(xué)，所用 .為此向老師問了好久 .特別是我們要用到步進(jìn)電機(jī)，課堂上沒有講過，我們從圖書館借來書本仔細(xì)研究，最終寫出了計(jì)算過程，這說明要求我們在遇到新事物的時(shí)候不要懼怕，知難而上，克服困難，不會(huì)的查詢資料，請教老師和同學(xué)，要充分利用圖書館豐富的資源 .這次課程設(shè)計(jì)給我留下了很深的印象同時(shí)也讓我從中學(xué)到了以后我們對待學(xué)習(xí)和工作該有的態(tài)度 . 參考書目 。 蝸桿的材料與選擇如下所述： 表 4 常用蝸桿材料表 材料類型與牌號(hào) 熱處理 齒面硬度 齒面粗糙度 Ra/μ m 適用場合 滲碳鋼 20Cr,20CrMnTi 12CrNi3A,20CrNi等 滲碳淬火 58～ 63HRC ～ 重要、高速、大 功率傳動(dòng) 表面淬火鋼 42iMn,40CrNi,40Cr 37SiMn2MoV,35CrMo,45 表面淬火 45～ 55HRC ～ 較重要、高速、 大功率傳動(dòng) 氮化鋼 38CrMoA1A 滲氮 850HV ～ 重要、高速、大 功率傳動(dòng) 調(diào)質(zhì)鋼 45 調(diào)質(zhì) 270HBS 不重要、高速、 大功率傳動(dòng) 鉆削深度計(jì)算 設(shè)定工件鉆削深度為 Lmm,則 滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù) tLN? ，由上述計(jì)算所得t= 4LN? （ 轉(zhuǎn) ） ，鉆頭旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù) N1= 10?N 。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。 6） 滾珠絲杠的 選擇計(jì)算 滾珠絲杠的選擇計(jì)算 負(fù)荷包括鉆削力及運(yùn)動(dòng)部件的重量所引起的進(jìn)給抗力 .應(yīng)按鉆削時(shí)的情況計(jì)算 . 1. 最大動(dòng)負(fù)載 Q的計(jì)算 3 HQ L f f P?? 查表得系數(shù) 1f?? ， 1Hf ? ，壽命值 66010nTL? 設(shè)定使用壽命時(shí) 間 T=15000h，初選絲杠螺距 t=4mm，得絲杠轉(zhuǎn)速 m a x1000 1 0 0 0 1 2 5 0 ( / m in )4Vnrt ?? ? ? 所以 66 0 2 5 0 1 5 0 0 0 22510L ???? X向絲杠牽引力 f G? 當(dāng) ? ?向?qū)к壥艿妮d荷當(dāng)量摩擦系數(shù)，當(dāng) XGf x ???? 1. 41 4 0. 01 24 0 3. 39 ( )N? ? ? ? Y向絲杠牽引力 1 .4 1 41 .4 1 4 0 .0 1 2 8 7 4 .0 6 ( )yyP f G N?? ? ? ?當(dāng) 所以最大動(dòng)負(fù)荷 X向 3 22 5 1 1 3. 39 20 .6 ( )xQN? ? ? ? ? ? ?向?qū)к壥艿妮d荷YG y ?? 16 Y向 3 2 2 5 1 1 4 .0 6 2 4 .7 ( )yQN? ? ? ? ? 查表，取滾珠絲杠公稱直徑 0 10d mm? ，選用滾珠絲杠螺母副 的型號(hào)為 SFK1004，其額定動(dòng)載荷為 390N，符合要求 . 2． 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)計(jì)算 表 2 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號(hào) 計(jì)算公式和結(jié)果 螺 紋 滾 道 公稱直徑 0d 10mm 螺距 t 4 mm 接觸角 ? 45 鋼球直徑 qd 2 mm 螺紋滾道法面半徑 R 2 4qRd??mm 偏心距 e ? ?/ 2 sin 0 .0 3qe R d ?? ? ?mm 螺紋升角 ? 0a rc 7 .2 6ttg d? ??? 螺 桿 螺桿外徑 d ? ?0 ~ d d? ? ? 螺桿內(nèi)徑 ld 0 2 2 7 .9 8ld d e R? ? ? ? 螺桿接觸直徑 zd 0 c os 8. 59zqd d d ?? ? ? 螺 母 螺母螺紋外徑 D 0 2 2 12. 02D d e R? ? ? ? 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 1D ? ?10 0. 2 ~ 0. 25 5 10 .5qD d d? ? ? 3． 傳動(dòng)效率計(jì)算 7 . 2 6 0 . 9 7 3( ) ( 7 . 2 6 0 . 2 )tg tgtg tg?? ??? ? ??? 式中： ? —— 摩擦角； ? —— 絲杠螺紋升角 . 17 4． 穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于絲杠兩端采用止推軸承，故不需要穩(wěn)定性驗(yàn)算 . 步進(jìn)電機(jī)的選用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)或?yàn)殡A躍電動(dòng)機(jī)，目前，隨著電子技術(shù)，控制技術(shù)以及電動(dòng)機(jī)本體的發(fā)展和變化，傳統(tǒng)的電機(jī)分類的間界面越來越模糊；步進(jìn)