【文章內容簡介】 b? —步距角 ,初選雙拍制為 176。 。 2 . 初選步進電機型號 根據 mT = 在網上查混合式步進電機技術數據表初選步進電機型號為56BYG250ESASSBL0601，其中， .mJ Kg cm? ,保持轉矩為 .. 3 . 等效轉動慣量計算 根據簡圖 ，即圖（ 1），傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總的轉動慣量 J? 運動件的轉動慣量 J? 可由下式計算 : ? ?2 2011 2 12 2M LZ WJ J J J JZg ?????? ??? ? ? ? ????? ?????? ?? 式中 1J ， 2J —齒輪 1Z , 2Z 的轉動慣量 ( ) SJ —滾珠絲杠轉動慣量 ( ) 3 4 3 41 1 00 .7 8 1 0 0 .7 8 1 0 5 .6 2 1 .5 3J d L??? ? ? ? ? ? ? ? 2J = 3 4 3 420. 78 10 0. 78 10 8. 4 2 7. 77dL??? ? ? ? ? ? ? SJ 340. 78 10 2. 5 11 6 3. 53?? ? ? ? ? ? 式中 D— 圓柱體直徑 (cm)。 L— 圓柱體長度 (cm)。 代入上式 : ? ?? ? ? ?2 2011 2 122220. 75 1. 53 ( 28 / 42 ) ( 7. 77 3. 53 ) 10 00 / 9. 8 0. 6 / 27. 22MLZ WJ J J J JZg ??????? ??? ? ? ? ????? ?????? ????? ? ? ? ???? 4 . 電機轉矩計算 機床在不同的工況下 ,在 ,下面分別按各階段計算 : 1) 快速空載起動慣性矩 QM 在快速空載起動階段，加速力矩所占的比例較大，具體計算公式如下： m a x 0Q a fM M M M? ? ?????????????????????式（ 19） m a xm a x 2 60a anM J J t????????????????????????式（ 20） 又： ? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0 3m a x m a x / / 3 6 0 2 / 0 .0 1 0 .9 / 3 6 0 1 0pbnV ??? ? ? ? ? 500 / minr? ???????????????? ?????式（ 21） 35 ms s?? 代入得： 2m a xm a x 2 2 5 0 0 07 . 7 2 1 0 1 1 5 . 46 0 6 0 0 . 0 3 5a anM J N c mt? ? ?? ?? ? ? ? ?? 折算到電機軸上的摩擦力矩 fM : |0 0 021() 0 . 1 6 ( 2 9 3 3 1 0 0 0 ) 5 0 .2 2 / 2 0 . 8 1 . 5Zf F L f F W LM N c mi Z Z? ? ? ? ?? ??? ? ? ?????式（ 22） 式中：η — 傳動鏈總效率 ,一般可取 ~ 此處取 。 i— 傳動比 。 附加摩擦力矩 0M ： 0 200(1 )2 pFLM i ?????????????????????????????式（ 22） 220211 / 3 1 9 1 9 0 . 6 1 / 3 1 9 1 9 0 . 6( 1 ) ( 1 0 . 9 ) 9 . 7 0 .2 / 2 0 . 8 1 . 5 N c mZZ ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ??? 式中：η — 傳動鏈總效率 ,一般可取 ~ 此處取 。 i— 傳動比 。 Fpo— 滾珠絲杠預加負荷 ,一般取 1/3Fm,Fm 為進給牽引力 (N)。 η o— 滾珠絲杠未預緊時的傳動效率 ,一般取≥ ,此處取η o= 所以： m a x 0 1 1 5 .4 5 0 9 .7 1 7 5 .1 .Q a fM M M M N c m? ? ? ? ? ? ? 2) 快速移動所需力矩 KM 0KfM M M???????????????????????式（ 23） =50+= 3) 最大切削載時所需力矩 M切 00 2 Xf FLM M M i??? ? ?切 ?????????????????式（ 24） 1 4 6 7 0 . 65 0 9 . 7 1 7 5 . 5 .2 0 . 8 1 . 5 N c m? ?? ? ? ??? 從上面計算可以看出 QM 、 KM 、 M切 三種工況下 ,以最大切削載時所需轉矩最大 ,即以此項作為校核步進電機轉矩的依據 . 查得：當步進電機為兩相四拍時， /MM?? jmax切 = 故最大靜力矩 Mjmax=?m，而電機保持轉矩為 最大靜力矩Mjmax，大于所以滿足要求！ 但還必須進一步考核步進電機起動矩頻特性和運轉矩頻特性。 計算步進電機空載起動頻率和切削時的工作頻率 m a x1000 1 0 0 0 2 33336 0 6 0 0 .0 1k vf H Zp? ?? ? ?? 1000 1 0 0 0 0 .6 10006 0 6 0 0 .0 1tt vf H Zp? ?? ? ?? 圖（ 4）、 56BYG250E— SASSBL— 0601 混合式步進電機矩頻特性圖 當快速運動和切削進給時， 56BYG250ESASSBL0601 型混合式步進電機運行矩頻完全可以滿足要求。 繪制進給伺服系統(tǒng)機械裝配圖 在完成運動及動力計算后，以后確定了滾珠絲杠螺母副、步進電機型號，以及齒輪齒數、模數、軸承型號之后，就可以畫機械裝配圖。見附圖（一） 例如，雙片齒輪采用 周向彈簧調整消隙法： 如圖（ 5）所示 ，采用了可調拉力彈簧調整間隙。在兩個薄片齒輪 1和 2上分別裝上耳座 3和 8，彈簧 4的一端鉤在耳座 3上，另一端鉤在耳座 8的螺釘 7上。用螺母 5調節(jié)螺釘 7的伸出長度即可調整彈簧的彈力，調整好后再用螺母 6鎖緊。彈簧的彈力使薄齒輪 1和 2的左、右齒面分別與寬齒輪的齒槽左、右齒側面貼緊，消除了齒側間隙。 （圖 5） 雙薄片齒輪周向彈簧調整法 2薄片齒輪 8耳座 4彈簧 5調節(jié)螺母 6鎖緊螺母 7螺釘 （二）、橫向機構初選步進電機： 1 . 計算步進電 機負載轉矩 Tm ( / 1 8 0 )mm m m FT F T ??? ??? ? ? ????????????式（ 18） 1 9 1 9 0 .0 0 5 0 .6 1 1 .( 0 .9 / 1 8 0 ) 3 .1 4mT N m?? ? ?? 式中 : ? —脈沖當量 (mm/step)。 mF —進給牽引力 (N)。 b? —步距角 ,初選雙拍制為 176。 。 2 . 初選步進電機型號 根據 mT = 在網上查混合式步進電機技術數據表初選步進電機型號為56BYG250DSASSBL0241，其中， .mJ Kg cm? ,保持轉矩為 .. 3 . 等效轉動慣量計算 根據簡圖 ，即圖（ 2），計算傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總的轉動慣量 J? 運動件的轉動慣量 J? 可由下式計算 : ? ?4 223011 2 3 424 ( ) ( ) ( )2Ms ZLZ wJ J J J J J JZ Z g ?? ???? ??? ? ? ? ? ????? ?????? ?? ??????????????????????????????式（ 25） 式中 1J 、 2J 、 3J 、 4J —齒輪 1Z 、 2Z 、 3Z 、 4Z 的轉動慣量 ( ) SJ —滾珠絲杠轉動慣量 ( ) 3 4 3 41 1 00. 78 10 0. 78 10 4 2 0. 2J d L??? ? ? ? ? ? ? ? 2J = 3 4 3 8 10 8 10 6 2 1dL??? ? ? ? ? ? ? 3 4 3 4330 .7 8 1 0 0 .7 8 1 0 4 .8 2 0 .4 1J d L??? ? ? ? ? ? ? ? 3 4 3 4440. 78 10 0. 78 10 8 2 6. 39J d L??? ? ? ? ? ? ? ? SJ 340. 78 10 2 53 0. 66?? ? ? ? ? ? 式中 D— 圓柱體直徑 (cm)。 L— 圓柱體長度 (cm)。 代入上式 : ? ?4 223011 2 3 4242( ) ( ) ( )23. 51 .MsZLZ wJ J J J J J JZ Z gk g c m?????? ??? ? ? ? ? ????? ?????? ??? 4. 電機轉矩計算 機床在不同的工況下 ,在 ,下面分別按各階段計算 : 1) 快速空載起動慣性矩QM 在快速空載起動階段，加速力矩所占的比例較大，具體計算公式如下： m a x 0Q a fM M M M? ? ?????????????????????式（ 19） m a xm a x 2 60a anM J J t????????????????????????式（ 20） 又： ? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0m a x m a x / / 3 6 0 1 0 0 0 / 0 .0 0 5 0 .9 / 3 6 0pbnV ??? ? ? ? 500 / minr? ?????????????????????式（ 21） 35 ms s?? 代入得： 2m a xm a x 2 2 5 0 0 03 . 5 1 1 0 5 2 . 56 0 6 0 0 . 0 3 5a anM J N c mt? ? ?? ?? ? ? ? ?? 折算到電機軸上的摩擦力矩 fM : |0 0 021() 0 . 0 4 ( 7 3 4 5 0 0 ) 1 . 9 6 .2 2 / 2 0 . 8 1 . 5Zf F L f F W LM N c mi Z Z? ? ? ? ?? ??? ? ? ?????式（ 22） 式中：η — 傳動鏈總效率 ,一般可取 ~ 此處取 。 i— 傳動比 。 |f — 貼塑導軌摩擦系數，取 |f = 附加摩擦力矩 0M ： 0 200(1 )2 pFLM i ?????????????????????????????式（ 22） 220211 / 3 1 9 1 9 0 . 5 1 / 3 1 9 1 9 0 . 5( 1 ) ( 1 0 . 9 ) 4 . 8 4 .2 / 2 0 . 8 2 . 5 N c mZZ ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ??? 式中：η — 傳動鏈總效率 ,一般可取 ~ 此處取 。 i— 傳動比 。 Fpo— 滾珠絲杠預加負荷 ,一般取 1/3Fm,Fm 為進給牽引力 (N)。 η o— 滾珠絲杠未預緊時的傳動效率 ,一般取≥ ,此處取η o= 所以： m a x 0 5 2 .5 1 .9 6 4 .8 4 5 9 .3 .Q a fM M M M N c m? ? ? ? ? ? ? 2) 快速移動所需力矩 KM 0KfM M M???????????????????????式（ 23） =+= 3) 最大切削載時所需力矩 M切 00 2 Xf FLM M M i??? ? ?切 ?????????????????式（ 24） 7 3 4 0 . 51 . 9 6 4 . 8 4 3 6 . 0 2 .2 0 . 8 2 . 5 N c m? ?? ? ? ??? 從上面計算可以看出QM、 KM 、 M切 三種工況下 ,以快速空載起動慣性矩QM最大 ,即以此項作為校核步進電機轉矩的依據 . 查得：當步進電機為兩相四拍時， /MM?? Q jmax = 故最大靜力矩 Mjmax=，而電機保持轉矩為 ，大于最大靜力矩 Mjmax， 所以滿足要求 ！ 但還必須進一步考核步進電機起動矩頻特性和運轉矩頻特性。 計算步進電機空載起動頻率和切削時的工作頻率 m a x1000 1 0 0 0 1 33336 0 6 0 0 . 0 0 5k vf H Zp? ?? ? ?? 1000 1 0 0 0 0 .3 10006 6 0 0 .0 0 5tt vf H Zp? ?? ? ?? 圖（ 5）、 56BYG250E— ASSBL— 0241 型混合式步進電