内容发布更新时间 : 2024/11/15 23:32:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

b、快速空载时电动机所需力矩M

由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中P132式5-24得：

M?Mamax?Mf?M0

加速力矩: Mamax?其中：nmax?Jrnmax9.6T

Vmax3000??600r/min，其余参数同上。 Ph5代入数据得： Mamax?0.105 N2m

力矩摩擦: Mf?GSu?10?32π?i

其中：u为导轨副的摩擦因数，滚动导轨取 u=0.005，其余参数同上。 代入数据得： Mf?0.0039N2m

附加摩擦力矩：M0?其余参数同上。

代入数据得： M0?0.017 N2m 所以可知快速空载时电机所需力矩：

M2?Mamax?Mf?M0=0.1259N2m

FamaxS2(1??0)?10?3 2π?i比较M1和M2，取其较大者，就是最大等效负载，即：M=M1=1.68N.M

（四、步进电动机的初选

考虑到步进电机的驱动电源受电网的影响较大，当输入电压降低时，其输入转矩也会下降，可能会造成丢步，甚至堵转，因此按最大等效负载M考虑一定的安全系数λ，取λ=3，则步进电机的最大静转矩应满足： Tjmax?2M?2?1.68?3.36 N2m

由所选的电机型号参数可知，最大转矩Tjmax?5 N2m，可知满足要求。

（五）、步进电机性能校核

a 、最快工进速度时电动机时输出转矩校核

任务书给定工作台最快工进速度Vmaxf=400mm/min，脉冲当量??0.02mm/脉冲，求

出电动机对应的运行频率fmaxf??400/(60?0.02)??334Hz。从TEC3913型混合式步进电动机出卖商家信息可知在此频率下，电动机的输出转矩Tmaxf?6N2m，远远大于最大工作负载转矩Teq2=1.44N2m，满足要求。

b、最快空载移动时电动机输出转矩校核

任务书给定工作台最快空载移动速度vmax=3000mm/min，求出其对应运行频

fmax=[3000/(6030.01)]=2500Hz。由TEC3913型混合式步进电动机出卖商家信息可知在此频率下，电动机的输出转矩Tmax=5N2m，大于快速空载起动时的负载转矩Teq1=0.093N2m，满足要求。

c、最快空载移动时电动机运行频率校核

与快速空载移动速度vmax=3000mm/min对应的电动机运行频率为fmax?2500Hz。由TEC3913型混合式步进电动机出卖商家信息可知在此频率下的空载运行频率可达15000Hz，可见没有超出上限。

（六）、起动频率的计算

已知电动机转轴上的总转动惯量Jeq?8.05?10?4kg?cm2，电动机转子的转动惯量

Jm?3.5kg?cm2，电动机转轴不带任何负载时的空载起动频率fq?1800Hz。由式可知步

进电动机克服惯性负载的起动频率为：

fL?fq1?Jeq/Jm?1799Hz

说明：要想保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于

1799Hz。实际上，在采用软件升降频时，起动频率选得更低，通常只有100Hz。

综上所述，本次设计中工作台的进给传动系统选用TEC3913型混合式步进电动机，完全满足设计要求。

（七）、确定选型的步进电机的参数

五、导轨副的设计计算

（一）、最大工作载荷的计算

工作载荷是影响导轨副寿命的重要因素，对于水平布置的十字工作台多采用双导轨、四滑块的支承形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所承受的最大垂直方向载荷为：

G Fmax??F

6其中，移动部件重量G=800N,外加载荷外加载荷

F?Fe?443N

得最大工作载荷

Fmax?800?443?643N?0.643kN 6

(二)、小时额定寿命计算

预计工作台的工作寿命为5年，一年365天，取工作时间为300天，每天工作8小时，因此得到小时额定工作寿命

Lh?5?300?8?12000h （三） 、距离额定寿命计算

L?10?3由公式由公式 Lh?，

2nS?60从而得到 L?2LhnS?60

103式中：Lh为小时额定工作寿命。

n为移动件每分钟往复次数（4—6）取5

S为移动件行程长度，由加工范围为250mm3250mm取300mm 代入数据，得：

L=2160km

（四）、额定动载荷计算

由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）P185 L?50(CfHfTfC3) Ffw