X_Y數(shù)控工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、下載可編輯X-Y 數(shù)控工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一種供立式數(shù)控銑床使用的X-Y 數(shù)控工作臺(tái) ，主要參數(shù)如下 ：（ 1）立銑刀最大直徑 d =15 mm ；（ 2）立銑刀齒數(shù) Z=3 ；（ 3）最大銑削寬度 ae =15 mm ；（ 4）最大銑削深度 ap =8 mm ；（ 5）加工材料為碳素鋼或有色金屬 ；（ 6） X、 Y 方向的脈沖當(dāng)量 x = y = 0.005mm/ 脈沖；（ 7） X、 Y 方向的定位精度均為± 0.01 mm；（ 8）工作臺(tái)面尺寸為 230 mm × 230 mm ，加工范圍為 250 mm × 250 mm ；（ 9）工作臺(tái)空

2、載最快移動(dòng)速度vxmax = vymax = 3000 mm/min；（ 10）工作臺(tái)進(jìn)給最快移動(dòng)速度vxmaxf = vymaxf = 400 mm/min。二、總體方案的確定1. 機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇（1）導(dǎo)軌副的選用要設(shè)計(jì)的 X-Y 工作臺(tái)是用來(lái)配套輕型的立式數(shù)控銑床 ，需要承受的載荷不大，但脈沖當(dāng)量小 、定位精度高 ，因此，決定選用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副 。 它具有摩擦系數(shù)小、不易爬行 、傳動(dòng)效率高 、結(jié)構(gòu)緊湊 、安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點(diǎn) 。（2）絲杠螺母副的選用伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要通過(guò)絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，要滿足0.005mm 的脈沖當(dāng)量和 ± 0.01mm的定位精度 ，滑動(dòng)絲杠副

3、無(wú)能為力 ，只有選用滾珠絲杠副才能達(dá)到 。滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度高 、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 、壽命長(zhǎng)、效率高，預(yù)緊后可消除反向間隙 。（3）減速裝置的選用選擇了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠副以后 ，為了圓整脈沖當(dāng)量 ，放大電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，降低運(yùn)動(dòng)部件折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，可能需要減速裝置 ，且應(yīng)有.專業(yè) .整理 .下載可編輯消間隙機(jī)構(gòu) ，所以采用無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)減速箱。（4）伺服電動(dòng)機(jī)的選用任務(wù)書(shū)規(guī)定的脈沖量尚未達(dá)到 0.001mm ，定位精度也未達(dá)到微米級(jí) ，空載最快移動(dòng)速度也只有 3000mm/min 。因此 ，本設(shè)計(jì)不必采用高檔次的伺服電動(dòng)機(jī) ，如交流伺服電動(dòng)機(jī)或直流伺服電動(dòng)機(jī)等 ，可

4、以選用性能好一些的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ，如混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ，以降低成本 ，提高性價(jià)比 。（5）檢測(cè)裝置的選用選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為伺服電動(dòng)機(jī)后 ，可選開(kāi)環(huán)控制也可選閉環(huán)控制 。任務(wù)書(shū)所給的精度對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)還是偏高的 ，為了確保電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步 ，決定采用半閉環(huán)控制 ，擬在電動(dòng)機(jī)的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器 ，用以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速 。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率應(yīng)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角相匹配 ?？紤]到 X、Y 兩個(gè)方向的加工范圍相同 ，承受的工作載荷相差不大 ，為了減少設(shè)計(jì)工作量 ，X、Y 兩個(gè)坐標(biāo)的導(dǎo)軌副 、絲杠螺母副 、減速裝置 、伺服電動(dòng)機(jī)以及檢測(cè)裝置擬采用

5、相同的型號(hào)與規(guī)格 。2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)的 X-Y 工作臺(tái)準(zhǔn)備用在數(shù)控銑床上 ，其控制系統(tǒng)應(yīng)該具有單坐標(biāo)定位、兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的基本功能 ，所以控制系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。（2）對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的半閉環(huán)控制 ，選用 MCS-51 系列的 8 位單片機(jī) AT89C52 作為控制系統(tǒng)的 CPU，應(yīng)該能夠滿足任務(wù)書(shū)給定的相關(guān)指標(biāo) 。（3）要設(shè)計(jì)一臺(tái)完整的控制系統(tǒng) ，在選擇 CPU 之后，還需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器 、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 、鍵盤(pán)與顯示電路 、 I/O 接口電路 、D/A 轉(zhuǎn)換電路 、串行接口電路等 。（4）選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源 ，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配套使用。三、機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算與選型1.

6、導(dǎo)軌上移動(dòng)部件的重量估算按照下導(dǎo)軌之上移動(dòng)部件的重量來(lái)進(jìn)行估算 。 包括工件 、夾具、工作平臺(tái) 、上層電動(dòng)機(jī) 、減速箱、滾珠絲杠副 、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副 、導(dǎo)軌座等 ，估計(jì)重量約為.專業(yè) .整理 .下載可編輯800N 。2. 銑削力的計(jì)算設(shè)零件的加工方式為立式銑削，采用硬質(zhì)合金立銑刀 ，工件的材料為碳鋼 。 則查表得立銑時(shí)的銑削力計(jì)算公式為：Fc118ae0.85 f z0.75 d 0. 73a1p.0 n0.13 Z（1）今選擇銑刀直徑d=15mm，齒數(shù)Z，為了計(jì)算最大銑削力 ，在不對(duì)稱銑削情況=3下，取最大銑削寬度 ae =15mm ，銑削深度 ap=8mm ，每齒進(jìn)給量 f z0.1 mm

7、 ，銑刀轉(zhuǎn)速 n 300r / min 。 則由式（1）求得最大銑削力 ：0.850.75-0.731.0.13Fc=118 × 15×0.1 ×15×8 × 300 × 3 N1463 N采用立銑刀進(jìn)行圓柱銑削時(shí) ，各銑削力之間的比值可由查表 ，并考慮逆銑時(shí)的情況，可估算三個(gè)方向的銑削力分別為 ： Ff =1.1 Fc1609N ，F(xiàn)e =0.38 Fc556N ， Ffn =0.25 Fc366N ，工作臺(tái)受到垂直方向的銑削力 Fz= Fe =556N ，受到水平方向的銑削力分別為 Ff 和 Ffn 。今將水平方向較大的銑削力分配

8、給工作臺(tái)的縱向（絲杠軸線方向 ），則縱向銑削力 Fx= Ff=1609N ，徑向銑削力 Fy = Ffn = 366N 。3. 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型（1）滑塊承受工作載荷的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素 。 本例中的 X-Y 工作臺(tái)為水平布置 ，采用雙導(dǎo)軌 、四滑塊的支承形式 。 考慮最不利的情況 ，即垂直于臺(tái)面的工作載荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān) ，則單滑塊所受的最大垂向載荷為 ：PCG（2）F4其中，移動(dòng)部件重量 G 800N ，外加載荷 F= Fz= 556N ，代入（ 2）式得最大工作載荷 PC=756N=0.756kN 。 查表，根據(jù)工作載荷 PC=

9、0.756kN ，初選直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為 KL 系列的 JSA-LG15 型，其額定動(dòng)載荷 Ca=7.94 kN ，額定靜載荷 C0a=9.5 kN 。任務(wù)書(shū)規(guī)定工作臺(tái)面尺寸為 230mm× 230mm，加工范圍250mm× 250mm，考慮工作行程應(yīng)留有一定余量，按標(biāo)準(zhǔn)系列 ，選取導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為 520mm 。（2）距離額定壽命的計(jì)算.專業(yè) .整理 .下載可編輯上述選取的 KL 系列 JSA-LG15 型導(dǎo)軌副的滾道硬度為 HRC60，工作溫度不超過(guò) 100 ，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊 ，精度為 4 級(jí)，工作速度較低 ，載荷不大 。查表，分別取硬度系數(shù) fH =1.0 ，

10、溫度系數(shù) fT =1.00 ，接觸系數(shù) f C =0.81 ，精度系數(shù)f R =0.9 ， 載荷系數(shù) f W =1.5 ，得距離壽命 ：L ( f H fT f C f RC a ) 350 6649kmf Wpc遠(yuǎn)大于期望值 50km ，故距離額定壽命滿足要求。4. 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型（1）最大工作載荷 Fm 的計(jì)算當(dāng)承受最大銑削力時(shí) ，工作臺(tái)受到進(jìn)給方向的載荷（與絲杠軸線平行 ）Fx=1609N ，受到橫向的載荷 （與絲杠軸線垂直 ）Fy = 366N ，受到垂向的載荷 （與工作臺(tái)面垂直 ） Fz= 556N 。已知移動(dòng)部件總重量G=800N ，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，查表，取顛覆力矩

11、影響系數(shù)K=1.1 ，滾動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù)=0.005 。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：Fm = KFx + （ Fz + Fy + G） = 1.1× 1609 + 0.005× (556+366+800)N 1779 N（2）最大動(dòng)載荷 FQ 的計(jì)算設(shè)工作臺(tái)在承受最大銑削力時(shí)的最快進(jìn)給速度v=400mm/min，初選絲杠導(dǎo)程Ph =5 mm ，則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速 n= v/ Ph = 80 r/min。取滾珠絲杠的使用壽命T=15000 h ，代入 L0=60 nT/10 6，得絲杠壽命系數(shù) L0=72 （單位為：10 6 r ）。查表，取載荷系數(shù) fW =1.2 ，滾道硬

12、度為 HRC60 時(shí)，取硬度系數(shù) fH =1.0 ，求得最大動(dòng)載荷：FQ3L0 fW fH Fm 8881 N（3）初選型號(hào)根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，查表，選擇濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的 G 系列 2005-3 型滾珠絲杠副 ，為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式 ，其公稱直徑為 20 mm ，導(dǎo)程為 5 mm ，循環(huán)滾珠為 3 圈×1列，精度等級(jí)取 4 級(jí)，額定動(dòng)載荷為 9309 N ，大于 FQ，滿足要求 。.專業(yè) .整理 .下載可編輯（4）傳動(dòng)效率 的計(jì)算將公稱直徑 d 0=20mm ，導(dǎo)程 Ph =5mm ，代入 = arctan Ph/( d0)，得絲杠螺旋升角

13、 =4 33 將。摩擦角 =10 ，代入 =tan /tan( +得)，動(dòng)效率傳 =96.4% 。（5）剛度的驗(yàn)算1） X-Y 工作臺(tái)上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“單推 - 單推 ”的方式。絲杠的兩端各采用一對(duì)推力角接觸球軸承，面對(duì)面組配 ，左、右支承的中心距離約為a= 500mm ；鋼的彈性模量 2.1 Mpa ；查表，得滾珠直徑 =3.175mm ，絲杠底徑=16.2 mm ，絲杠截面積/4=206.12mm 2。得絲杠在工作載荷Fm 作用下產(chǎn)生的拉 /壓變形量 1= Fm a/ （ES） =1779× 500/（ 2.1× 206mm.12 ）0.0205 mm 。

14、2）根據(jù)公式Z (d0 / Dw)-3, 求得單圈滾珠數(shù)Z=20 ；該型號(hào)絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù) ×列數(shù)為 3 × 1 ，代入公： Z Z×圈數(shù) ×列數(shù) ，得滾珠總數(shù)量Z =60 。 絲杠預(yù)緊時(shí) ，取軸向預(yù)緊力 FYJ=Fm /3=593 N ，求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 2 0.0026 mm 。因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力 ，且為軸向負(fù)載的 1/3 ，所以實(shí)際變形量可減小一半 ，取 2 =0.0013mm 。3）將以上算出的 1 和 2 代入 總12 ，求得絲杠總變形量 （對(duì)應(yīng)跨度500mm ） 總 0.0218 mm=21.8 m 。由表知 ,5 級(jí)

15、精度滾珠絲杠有效行程在315400mm 時(shí)，行程偏差允許達(dá)到25m ，可見(jiàn)絲桿剛度足夠 。（6）壓桿穩(wěn)定性校核根據(jù)公式計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷Fk。查表 ，取支承系數(shù) f k =1 ；由絲杠底徑d2 =16.2 mm ，求得截面慣性矩 Id24 / 64 3380.88 mm ；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K取 3（絲杠臥式水平安裝 ）；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離 a 取最大值 500mm ，得臨界載荷 Fk 9343N ，遠(yuǎn)大于工作載荷 Fm =1779N ，故絲杠不會(huì)失穩(wěn) 。綜上所述 ，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求 。5. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計(jì)要求 ，增大步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 ，

16、同時(shí)也為了使?jié)L珠絲杠和工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上盡可能地小 ，今在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出軸上安裝一套齒輪減速箱 。采用一級(jí)減速 ，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出軸與小齒輪聯(lián)接 ，.專業(yè) .整理 .下載可編輯滾珠絲杠的軸頭與大齒輪聯(lián)接。其中大齒輪設(shè)計(jì)成雙片結(jié)構(gòu)，采用彈簧錯(cuò)齒法消除側(cè)隙。已知工作臺(tái)的脈沖當(dāng)量 =0.005 mm/ 脈沖，滾珠絲杠的導(dǎo)程 Ph=5 mm ，初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 =0.75 °算，得減速比 ：i=(P×5)/(360×0.005)=25:12h )/(360) =(0.75本設(shè)計(jì)選用大小齒輪模數(shù)均為 1mm ，齒數(shù)比為 75:36 ，材料為 45 號(hào)

17、調(diào)質(zhì)鋼 ，齒表面淬硬后達(dá) HRC55。減速箱中心距為 (75+36)× 1/2 mm55.5mm ，小齒輪厚度為 20mm ，雙片大齒輪厚度均為 10mm 。6. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型（1）計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J eq已知：滾珠絲杠的公稱直徑d0 =20 mm ，總長(zhǎng) l =500mm ，導(dǎo)程 Ph 5mm ，材料密度7.8510 3 kg / cm3 ；移動(dòng)部件總重量G=800N; 小齒輪寬度 b1 20mm ，直徑 d1 =36 mm; 大齒輪寬度 b2 20mm ，直徑 d2 =75 mm ；傳動(dòng)比 i =25/12 。參照表 ，算得各個(gè)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下

18、（具體計(jì)算過(guò)程從略 ）：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS =0.617 kg cm 2 ，拖板折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣JW =0.517 kg cm2 ，小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jz1 =0.259 kg cm2 ，大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jz 2 =4.877 kg cm2 。 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 90BYG2602，為兩相混合式 ，二相四拍驅(qū)動(dòng)時(shí)步距角為 0.75o ，則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J eq =Jm + J z1 +( J z2 + JW + J S )/ i 2 =30.35 kg cm2（2）計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq 分快速空載起動(dòng)和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。1

19、）快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Teq1 包括三部分 ：一部分是快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩 Ta max ；一部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 Tf ；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 T0 。 因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高 ， T0 相對(duì)于 Tf 和 Ta max 很小，可以忽略不計(jì) 。則有 ： Teq1 = Ta max + Tf（ 3）考慮傳動(dòng)鏈的總效率，計(jì)算快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加.專業(yè) .整理 .下載可編輯速轉(zhuǎn)矩：2 Jeqnm 1Ta max60ta（4）式中nm 對(duì)應(yīng)空載最快移動(dòng)速度的步進(jìn)電動(dòng)

20、機(jī)最高轉(zhuǎn)速，單位為r/min ；ta 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到加速至nm 轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間 ，單位為 s。vmax其中： nm360（ 5）式中 vmax 空載最快移動(dòng)速度 ，任務(wù)書(shū)指定為 3000mm/min ； 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角 ，預(yù)選電動(dòng)機(jī)為 0.75 ； 脈沖當(dāng)量 ，本例 = 0.005mm/ 脈沖 。將以上各值代入式 （5），算得 n m =1250r/min。設(shè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到加速至nm 轉(zhuǎn)速所需時(shí)間 ta =0.4s ，傳動(dòng)鏈總效率 =0.7。則230.3510412501.42（ N· m）由式（4）求得： Ta max600.40.7當(dāng)移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí) ，折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上

21、的摩擦轉(zhuǎn)矩為： T f( FZG ) Ph（6）2i0.005 (0 800) 0.0050.002 （ N· m）則由式（ 6），得： Tf20.725/12最后由式 （3），求得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：Teq1 = Ta m ax + Tf = 1.422 N（ 7） 2）最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq2Teq2 包括三部分 ：一部分是折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tt ；一部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩Tf ；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩T0，T0相對(duì)于 Tt 和 Tf 很小，可以忽略不

22、計(jì) 。 則有： Teq2 = Tt+ Tf（ 8）本例中在對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，已知沿著絲杠軸線方向的最大進(jìn)給載荷Fx=1609N，則折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tt 有：.專業(yè) .整理 .下載可編輯Ff Ph16090.005Tt0.70.88（ N· m）2 i 225/12再計(jì)算垂直方向承受最大工作負(fù)載（Fz=556N ）情況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 ：Tf( FzG ) Ph =0.005(556800) 0.0050.004（ N· m）2i20.725/ 12最后由式 （8），求得最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：

23、Teq2 = Tt+ Tf = 0.884 N· m（ 9）經(jīng)過(guò)上述計(jì)算后 ，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)為：Teq = max Teq1 ， Teq2 = 1.422 N·m（3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定考慮到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源受電網(wǎng)電壓影響較大 ，當(dāng)輸入電壓降低時(shí) ，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)下降 ，可能造成丟步 ，甚至堵轉(zhuǎn) 。因此 ，選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時(shí)，需要考慮安全系數(shù) 。 本例中取安全系數(shù) K=4 ，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：Tjmax 4 × 1.422 N· m =5.688 N· m(10)上述初選的步進(jìn)電動(dòng)

24、機(jī)型號(hào)為90BYG2602 ，查表得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 Tjmax = 6 N · 。m 可見(jiàn)，滿足（ 10）式的要求 。（4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核1）最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書(shū)給定工作臺(tái)最快工進(jìn)速度 vmax =400mm/min ，脈沖當(dāng)量=脈沖，可求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率f max f =400/(60× 0.005)Hz0.005mm/1333Hz 。從 90BYG2602 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩頻特性曲線圖1 可以看出 ，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Tmax f 5.6N · m遠(yuǎn)，遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq2 =0.884N ·

25、 m，滿足要求 。2）最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書(shū)給定工作臺(tái)最快空載移動(dòng)速度 vmax =3000mm/min ，可求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 fmax =3000/ （ 60× 0.005 ）Hz =10000Hz 。 在此頻率下 ，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Tmax =1.8 N · m，大于快速空載起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Teq1 = 1.422N · m，滿足.專業(yè) .整理 .下載可編輯要求。3）最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核最快空載移動(dòng)速度 vmax =3000mm/min對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率fmax =10000Hz 。查表知 90BYG2602 電動(dòng)機(jī)的極限運(yùn)行頻率為20000Hz ，可見(jiàn)沒(méi)有超出上限 。4）起動(dòng)頻率的計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jeq=30.35 kg cm 2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm4 kg cm2 ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的最高