C6140數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目_C6140數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)_ 學(xué) 院 工程技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)電一體化 年 級(jí) _08級(jí)_學(xué) 號(hào) _姓 名 _譚永恒_指 導(dǎo) 教 師 _成 績(jī) _ 年 月 日 目 錄摘 要2第一章 前言3第二章數(shù)控車床設(shè)計(jì)概述4第三章 進(jìn)給伺服系統(tǒng)概述5第四章 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算94.1切削力的計(jì)算94.2滾動(dòng)絲桿的設(shè)計(jì)計(jì)算94.2.1強(qiáng)度計(jì)算94.2.2效率計(jì)算104.2.3剛度計(jì)算104.2.4穩(wěn)定性計(jì)算114.2.5 齒輪及轉(zhuǎn)矩的相關(guān)計(jì)算124.2.6傳動(dòng)慣量的選擇134.2.7所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的計(jì)算16第五章 步進(jìn)電機(jī)的選擇185.1一步進(jìn)電機(jī)的選用原則185.1.1

2、步距角195.1.2精度205.1.3轉(zhuǎn)矩215.1.4啟動(dòng)頻率245.2步進(jìn)電機(jī)的選型26總結(jié)與體會(huì)28致謝詞29參考文獻(xiàn)30摘 要本課題為設(shè)計(jì)一經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床就是指價(jià)格低廉、操作使用方便、比較適合我國(guó)國(guó)情的，動(dòng)化的機(jī)床。采用數(shù)控機(jī)床，可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候具體進(jìn)行了詳細(xì)的各部件的選型和計(jì)算。比如：導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)選型、滾珠絲杠螺母副的選型與計(jì)算。還進(jìn)行了進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差分析、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型計(jì)算、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與滾珠絲杠的聯(lián)接、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與進(jìn)給傳動(dòng)

3、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析等?！娟P(guān)鍵詞】車床、數(shù)控、傳動(dòng)系統(tǒng)1前言我國(guó)目前機(jī)床總量380余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到3。近10年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.60.8萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值約為18億元。機(jī)床的數(shù)控化率僅為6。這些機(jī)床中,役齡10年以上的占60以上；10年以下的機(jī)床中，自動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)床不到20，F(xiàn)MC/FMS等自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占60以上）?？梢?jiàn)我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的的生存和發(fā)展。

4、所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。 而相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床，數(shù)控機(jī)床有以下明顯的優(yōu)越性：1、可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 2、可以實(shí)現(xiàn)加工的柔性自動(dòng)化，從而效率比傳統(tǒng)機(jī)床提高37倍。 3、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。 4、可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。 5、擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。 因此，采用數(shù)控機(jī)床，可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)。 此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）

5、、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是機(jī)床橫向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，并撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，受到本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練，使工程繪圖、數(shù)據(jù)處理、外文文獻(xiàn)閱讀、程序編制、使用手冊(cè)等基本技能得到訓(xùn)練和提高，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神。在設(shè)計(jì)分析中，先通過(guò)參觀及查閱等了解有關(guān)系統(tǒng)的工作原理，作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。選擇合適的算法，根據(jù)計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，得

6、出相關(guān)的結(jié)構(gòu)或零件。2 數(shù)控車床設(shè)計(jì)概述用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，首先應(yīng)將加工零件的幾何信息和工藝信息變成加工程序，由輸入部分送入數(shù)控裝置，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的處理、運(yùn)算，按各坐標(biāo)軸的分量送到各軸的驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、放大進(jìn)行伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)各軸運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行反饋控制，使刀具和工件及其他輔助裝置嚴(yán)格地按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)有條件不紊亂地作，從而加工出零件的全部輪廓。數(shù)控機(jī)床具有很好的柔性，當(dāng)加工對(duì)象變換時(shí)，只需重新編制加工程序即可，原來(lái)的程序可存儲(chǔ)備用，不必像組合機(jī)床那樣需要針對(duì)新加工零件重新設(shè)計(jì)機(jī)床，致使生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，對(duì)于保證和提高被加工零件的精度，主要依靠?jī)煞矫鎭?lái)

7、實(shí)現(xiàn)：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機(jī)床本身的機(jī)械傳動(dòng)精度。數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，由于必須對(duì)進(jìn)給位移的位置和速度同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。所以，數(shù)控車床與普通臥式車床相比應(yīng)具有有更好的精度以確保機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性。數(shù)控改造對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的要求為：（1)盡量采用低摩擦的傳動(dòng)副。如滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲杠螺母副，以減小摩擦力。（2)選用最佳的降速比，為達(dá)到數(shù)控機(jī)床所要求的脈沖當(dāng)量，使運(yùn)動(dòng)位移盡可能加速達(dá)到跟蹤指今。（3)盡量縮短傳動(dòng)鏈以及用預(yù)緊的辦法提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度。（4)盡量消除傳動(dòng)間隙，以減小反向行程誤差。如采用消除間隙的聯(lián)軸節(jié)和消除傳動(dòng)齒輪間隙的機(jī)構(gòu)等。（5)盡景滿足低振動(dòng)和高可靠性方面的要

8、求。為此應(yīng)選擇間隙小、傳動(dòng)精度高高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、效率高以及傳遞扭矩大的傳動(dòng)元件。 從應(yīng)用的方面考慮，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)的情況，可采用更換滾珠絲杠來(lái)代替原機(jī)床上的T型絲杠。也可對(duì)原車床上T型絲杠加以修復(fù)，但此時(shí)必須相應(yīng)修配與與此相配合的螺母，盡量減小其間隙，提高配合精度。般說(shuō)來(lái)如原車床的工作性能良好精度尚未降低，則應(yīng)盡量保留機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)。使改造后的數(shù)控車床同時(shí)具有微機(jī)控制和原機(jī)床操作的雙重功能。如原車床使用時(shí)間較長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)部件磨損嚴(yán)重除了對(duì)導(dǎo)軌精度進(jìn)行修復(fù)外還應(yīng)將傳動(dòng)部件拆除或更換，以確保改造后車床的傳動(dòng)精度。數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床組成機(jī)床本體的各機(jī)械部件組成，如圖2.1：

9、電動(dòng)機(jī)的選擇 (1)根據(jù)機(jī)械的負(fù)載特性和生產(chǎn)工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動(dòng)機(jī)類型。(2)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過(guò)載能力額啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般取0.80.9。(3)根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)措施，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。(4)根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因素的要求，確定電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)和類型。(5)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)

10、速。此外，還要考慮節(jié)能、可靠性、供貨情況、價(jià)格、維護(hù)等等因素。電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇由于不同的機(jī)床要求不同的主軸輸出性能(旋轉(zhuǎn)速度，輸出功率，動(dòng)態(tài)剛度，振動(dòng)抑制等)，因此，主軸選用標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際使用需要是緊密相關(guān)的。總的來(lái)說(shuō)，選擇主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將在價(jià)格與性能之間找出一種理想的折衷。表1簡(jiǎn)要給出了用戶所期望的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。下面將對(duì)各種交流主軸系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比、分析。表1.1 理想主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能項(xiàng)目?jī)?nèi)容高性能低速區(qū)要有足夠的轉(zhuǎn)矩寬恒功率范圍,并在高速范圍內(nèi)保持一定轉(zhuǎn)矩高旋轉(zhuǎn)精度高動(dòng)態(tài)響應(yīng)高加減速,起制動(dòng)能力具有強(qiáng)魯棒性,能適應(yīng)環(huán)境條件和參數(shù)變化高效率,低噪聲低價(jià)格低購(gòu)買價(jià)格,低維護(hù)價(jià)格,低服務(wù)價(jià)

11、格通用要求耐用性,可維護(hù)性,安全可靠性感應(yīng)電機(jī)交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前商用主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流，其功率范圍從零點(diǎn)幾個(gè)kW到上百kW，廣泛地應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床上。第三章 進(jìn)給系統(tǒng)概述 進(jìn)給系統(tǒng)的特點(diǎn)是速度低、消耗功率小，而速度越低越易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，一般的倒軌是由于受摩擦力下降的影響，很難滿足高精度的要求，特別是對(duì)于數(shù)控而言更不能適應(yīng)精度要求。而滾珠絲杠副基本上是滾動(dòng)摩擦，摩擦阻力小，切摩擦阻力的大小幾乎與運(yùn)動(dòng)速度完全無(wú)關(guān)，這樣就有效的保證了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，克服了爬行現(xiàn)象、軸向剛度高、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單且具有傳動(dòng)可逆性并反向精度高等優(yōu)點(diǎn)故而選用滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)。第四章 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、經(jīng)濟(jì)數(shù)控

12、車床的設(shè)計(jì)，采用步進(jìn)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)縱向進(jìn)給，有兩種方案：一種是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠螺母固定在溜板箱上；第二種是縱絲杠固定、電機(jī)安裝在溜板箱上，驅(qū)動(dòng)螺母?jìng)鲃?dòng)。對(duì)于車床的改造而言，采用第一種方案顯然簡(jiǎn)單易行。所以步進(jìn)電機(jī)的布置，可放在絲杠的任意一端。從改裝方便，實(shí)用等方面考慮，所以將步進(jìn)電機(jī)放在絲杠的左端。2、縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，已知條件：工作臺(tái)重量：W=80kgf=800N時(shí)間常量： T=25ms行 程： s=640mm步 驅(qū) 角： 2=0.75o/step快速進(jìn)給速度：Vmax=2m/ms脈沖當(dāng)量： 8p=0.01mm/8tep（1）切削力的計(jì)算由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)得公式 No=Nd （公式一）其中 NO

13、 為傳動(dòng)件的額定功率Nd主電機(jī)的額定功率，見(jiàn)使用說(shuō)明書(shū)得：Nd=4.5 kw 從電機(jī)到所計(jì)算的傳動(dòng)軸的傳動(dòng)效率（不含軸承的效率）從電機(jī)到傳動(dòng)軸經(jīng)過(guò)皮帶輪和齒輪兩種傳動(dòng)件傳動(dòng)，所以=n1×n2 由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)得n1 =0.96 n2=0.99所以：=0.96×0.99=0.9504 取 =0.95即N=4×0.95=3.8（kw）又因?yàn)橹鱾鲃?dòng)系統(tǒng)效率一般為0.60.7 之間，所以取0.65所以NC（進(jìn)給效率）=3.8×0.65=2.47（kw）由機(jī)械加工工藝手冊(cè)得Pm= ×9.8 （公式二）式中Vs 切削速度，設(shè)當(dāng)其為中等轉(zhuǎn)速，工件直徑為中等時(shí)，

14、如D=40mm時(shí)，取Vs=100m/min主切削力FZ = =151.164（Rgf）=1511.64N由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)得主切削力FZ=CFzapxfx×fyfz×kfz(經(jīng)驗(yàn)公式) CFzapxfx fyfz kfz (公式三)對(duì)于一般切削情況，切削力中的指數(shù)xfx1FZ=0.75 Kfz0CFZ=188kg/2=1880MpaF2的計(jì)算結(jié)果如下：ap()222333f()0.20.30.40.20.30.4Fz(N)10515241891168122872837為便于計(jì)算,所以取Fz=1511.7N,以切削深度ap=2走刀量f=0.3為以下計(jì)算以此為依據(jù)。由機(jī)械床設(shè)計(jì)手冊(cè)

15、得，在一般外圓車削時(shí)，F(xiàn)x（0.10.6）FZFy(0.150.7)Fz取Fx=0.5 Fz Fy=0.6FzFx=0.5×1511.7=755.9(N)Fy=0.6 Fz=0.6×1511.7=907.0(N)（2）滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算由經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床總設(shè)計(jì)，綜合車床導(dǎo)軌絲杠的軸向力得P=RGx+f（Fz+w） (公式四)其中R=1.15 , f=0.150.18 取f=0.16P=1.15×755.9+0.16(1511.7+800) =1239.2(N)強(qiáng)度計(jì)算壽命值Li= （公式五）ni= （公式六）由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)得Ti=15000h,原機(jī)床絲杠螺距為60，

16、 D=80ni= =19.920(r/min)Li=18最大動(dòng)負(fù)Q=PfwfH (公式七)其中 運(yùn)載系數(shù)fw=1.2硬度系數(shù)Fh=1Q=×1.2×1239.2×1 =3897.1(N)根據(jù)最大動(dòng)力負(fù)載荷Q的值，查表選擇滾珠絲杠的型號(hào)為W50103.5×1，查表得數(shù)控車床的縱向精度為B級(jí)，左旋即型號(hào)為W50103.5×1/B900×1000其額定載荷是3970N效率計(jì)算根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)得，絲杠螺母副傳動(dòng)效率為= (公式八)由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)得4一般為812取4=10即：摩擦角4=10，螺旋升角（中徑處）r=3O25則= =0.953 剛度驗(yàn)算

17、滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程變化量L1=± (公式九)其中 LO=10=1E=20.6×106N/2滾珠絲杠橫截面積 F=() d為滾珠絲杠外徑 =（）2×3.14 =18.47(2) 則L1=3.256×10-63.27um查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)，B級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差（900螺絲長(zhǎng)度）為25nm/m ，因此，絲杠的剛度符合要求。即剛度足夠。穩(wěn)定性驗(yàn)算由于原機(jī)床杠徑為30，現(xiàn)選用的滾珠絲杠為50，支承方式不變。所以，穩(wěn)定性不成問(wèn)題，無(wú)需驗(yàn)算。齒輪及轉(zhuǎn)矩的相關(guān)計(jì)算此齒輪為普通減速器的齒輪且減速器為一般機(jī)器，沒(méi)有特殊要求，從降低成本，減小結(jié)構(gòu)尺寸和易于取材的

18、原則出發(fā)，決定小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬定為217255HBS。大齒輪選用45正火，齒面硬度169217 HBS。傳動(dòng)比i=其中2表示步驅(qū)角，89表示脈沖當(dāng)量i=2.1取齒數(shù)z1=30, Z2=63 模數(shù)m=2mm, 嚙合角為200，小齒輪齒寬為25，大齒輪齒寬20。d1=mz1=2×30=30d2=mz2=2×63=126da1=m(z1+2)=2×(30+2)=64a=93齒輪傳動(dòng)精度計(jì)算齒輪圓周速度VV=4.2(m/s)根據(jù)齒輪圓周速度和對(duì)噪音的要求確定齒輪精度等級(jí)側(cè)隙分別為：小齒輪：8GJ大齒輪：8FL傳動(dòng)慣量的選擇工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1

19、=()2W =()2×80 = 0.467kg. 2絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js=7.8×10-4D4L1=7.8×-4×(50)4×14.9 =7.26(kg. 2)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JZ1=7.8×10-4×(60)4×2=2.02(kg. 2)JZ1=7.8×10-4×(126)4×2=39.32(kg. 2)由于電機(jī)的傳動(dòng)慣量很小，一般可忽略不記所以總的傳動(dòng)慣量為 J總=×(Js+Jz2)+Jz1+J1 =×(7.26+39.32)+2.022+0.467 =14.50(

20、kg. 2) =145.0(N. 2)所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 M=Mmamx+Mf+MO （公式十二）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M=Mat+Mf+MO+Mt （公式十三）快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 M=Mf+MO （公式十四）式中Mmamx 空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩。 Mf 折算到電機(jī)軸上的磨擦力矩。 MO 由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩。 Mat 切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩。Mt 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。Ma=×10-4（N.m）其中T=0.025 (公式十五)當(dāng)n=nmax時(shí)，Mamax=Ma nmax=400(r/min)Mam

21、at=×10-4=24.17(kgf.cm) =241.7(N.cm)nt= =25.08(r/min)Mat=×10-4=1.51(kgf.cm) =15.1(N.cm)Mf=當(dāng)=0.8，f=0.16時(shí)，Mf=1.213(kg.cm) =12.13(kg.cm)MO=(1-o2)當(dāng)=0.9時(shí)，預(yù)加荷PO=FxMO= =0.40334.03(N.cm)Mt= =6.368(kg.cm)=63.68(N.m)所以，快速空載啟動(dòng)所需力矩M快空= Mamax+Mf+MO 241.7+1.213+4.03 =257.86(N.cm)切削時(shí)所需力矩M切= Mat+ Mf+ MO +M

22、t=15.1+12.13+4.03+63.69=94.95(N.cm)快速進(jìn)給時(shí)所需力矩M快速= Mf+MO =12.13+4.03=16.16(N.cm)由以上計(jì)算可得所需最大力矩Mamax發(fā)生快速啟動(dòng)時(shí)Mamax= M快速=257.86(N.cm)第五章 步進(jìn)電機(jī)的選擇5.1 一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選用原則合理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問(wèn)題，需根據(jù)電機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況，經(jīng)過(guò)分析后才能正確的選擇。 ，步距角應(yīng)滿足：=式中i傳動(dòng)比amin系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)部件的最小轉(zhuǎn)角 精度步進(jìn)電機(jī)的精度可用步距誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開(kāi)始，經(jīng)過(guò)任意步后，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最

23、大值，用積累誤差衡量精度比較實(shí)用，所選用的步進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足。QmiQs式中Qm步進(jìn)電機(jī)的積累誤差。Qs系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分允許的角度誤差。 轉(zhuǎn)距為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行（不失步、不越步）正常啟動(dòng)并滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮；啟動(dòng)力矩，一般啟動(dòng)力矩選取為Mq式中Mq電機(jī)啟動(dòng)力矩ML0電機(jī)靜負(fù)載力矩在要求在運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的靜載力矩與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（包含負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）引起的慣性矩之和。 啟動(dòng)頻率由于步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率隨負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的極限啟動(dòng)頻率應(yīng)滿足：fifopm其中fi極限啟動(dòng)頻率fopm要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動(dòng)頻率5.2 二步進(jìn)電機(jī)的選型C6140縱向進(jìn)給系流步進(jìn)電機(jī)的確定Mq= 取參數(shù)為0.4=644.6（N.m）為了滿足最小步距要求