【文章內容簡介】 ?? mF —— 進給牽引力 (N) b? —— 步距角，初選雙拍制為 ? ? —— 電機 — 絲桿傳動效率為齒輪、軸承、絲桿效率之積分別為 42 、 ? ?NFTbmpm 23642 ??????????????? b. 估算步進電機起動轉矩 qT 根據(jù)負載轉矩 mT 除以一定的安全系數(shù)來估算步進電機起動轉矩 qT () ?? mq TT 一般橫向進給伺服系統(tǒng)取 ? ?cmNTT mq . ??? c. 計算最大靜轉矩 maxjT 查表 322如取五相十拍，則 m ax ?? jq TT? ? ?cmNTT qj . a x ??? d. 計算步進電機運行頻率 ef 和最高啟動頻率 kf pse Vf ?601000? pkVf ?601000 max? 式中 : sV —— 最大切削進給速度 畢 業(yè) 設 計 13 maxV —— 最大快移速度 p? —— 脈沖當量，取 setpmmp ?? ? ?HzVf p se ?? ??? ? ? ?HzVf pk m a x ?? ??? ? e. 初選步進電機型號 根據(jù)估算出的最大靜轉矩 maxjT 在表 323 中查出 90BF004 最大靜轉矩為 maxjT 可以滿足經濟型數(shù)控機床有可能使用較大的切削用量，應該選用稍大轉矩的步進電機，以留有一定余量，另一方面與國內同類型機床進行類比的要求。決定采用 90BF004，但從 《綜合作業(yè)指導書》 P24 頁查出，步 進電機最高空載啟動頻率為4000Hz,滿足空載時 kf ()的要求。 Ⅱ .校核步進電機轉矩 前面所述初選步進電機的轉矩計算，均為估算，初選后，應該進行校核計算。 ⅰ .等效轉動慣量計算 計算簡圖見圖 2，根據(jù)表 324，經二對齒輪降速時，傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總轉動慣量 ? ?2cmkgJ ?? 可由下式計算 : ? ? ? ??????????????????? ?????????????????????????????24243322211 2 ?oS LgGJJZZJJZZJJ 式中 : 321 JJJ 、 —— 齒輪 321 ZZZ 、 及其軸的轉動慣量 ? ?2cmkg? 4J —— 齒輪 4Z 的轉動慣量 ? ?2cmkg? sJ —— 絲桿轉動慣量 ? ?2cmkg? OL —— 絲桿導程 (cm) G—— 工件及工作臺重量 (N) G=800(N) 、軸、絲桿等圓柱體慣量計算 表 324 所示圓柱體轉動慣量計算公式如下 : 畢 業(yè) 設 計 14 對于鋼材， 34 ??? LDJ 式中 :M—— 圓柱體質量 ? ?kg D—— 圓柱體直徑 (cm) L—— 圓柱體長度或原長 (cm) 鋼材的密度為 ?? ? ?24314131 8 2 cmkgLdJ ???????? ?? ? ?24324232 cmkgLdJ ???????? ?? ? ?24334333 cmkgLdJ ???????? ?? ? ?24344434 cmkgLdJ ???????? ?? ? ?24343 0 6 cmkgLdJ ss ???????? ?? 因此 ? ? ? ? ?????????????????? ?????????????????????????????24243322211 2 ?oSLgGJJZZJJZZJJ ? ? ? ?? ?2222255cmkg ???????????????????? ????????????????????????? 基本滿足慣量匹配的要求。 機床在不同的工況下，其所需轉矩不同，下面分別按各階段計算 : 1） .快速空載起動轉矩 M 在快速空載起動階段，加速轉矩占的比例較大，具體計算如下： ofa MMMM ??? m a x 式中 : M —— 快速空載起動轉矩 ? ?cmN? maxaM —— 空載起動時折算到電機軸上的摩擦轉矩 ? ?cmN? fM —— 折算到電機軸上的摩擦轉矩 ? ?cmN? oM —— 由于絲桿預緊時折算到電機軸上的附加摩擦轉矩 ? ?cmN? 在采用絲桿螺母副傳動時，上述各種轉矩 ? ?cmN? 可用下式計算： 畢 業(yè) 設 計 15 2m a x2m a xm a x 106021060 ????? ?????aa tnJnJJM ?? pbUn ???360maxmax ? 式中 : ?J —— 傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總等效轉動慣量 ? ?2cmkg? ? —— 電機最大角速度 ? ?2srad maxn —— 電機最大轉速 ? ?minr maxU —— 運動部件最快速度 ? ?minmm p? —— 脈沖當量 ? ?setpmm b? —— 步進電機的步距角 ??? at —— 運動部件從停止到起動加速到最大快進速度所需時間 (s) ? ? m a xm a x rUn pb ?? ??? ??? 起動加速時間 at =30(ms) ? ?cmNtnJM aa ???????? ?? 2m a xm a x ?? 折算到電機軸上的摩擦轉矩 fM iLFM oof ??2? ? ? ? ?NGFfFzo ????????? ???? 3512 ??ZZi 式中 : oF —— 導軌的摩擦力 (N) zF —— 垂直方向的切削力 (N) G—— 運動部件的總重量 (N) f? —— 導軌摩擦系數(shù)，取 f? = i —— 齒輪降速比 畢 業(yè) 設 計 16 ? —— 傳動鏈總效率，一般可取 ? ?cmNiLFM oof ??????? 3 ??? 附加摩擦轉矩 : ? ?212 oopoo iLFM ??? ?? 式中 : poF —— 滾珠絲桿預加負荷，一般取 mF31 ， mF 為進給牽引力 (N) oL —— 滾珠絲桿導程 (cm) o? —— 滾珠絲桿未預緊時的傳動效率，一般取 ?o? ? ? ? ? ? ?cmNiLFMoopoo ?????????? 312 22???? 上述三項合計 : ? ?cmNMMMM ofa ???????? a x 2） .快速移動時所需轉矩 M? ? ?cmNMMM of ??????? 3） .最大切削負載時所需要的轉矩 M? iLFMMMMMM oyoftof ??2???????? 式中 : tM —— 折算到電機軸上的切削負載轉矩 ? ?cmNiLFM oy