步進(jìn)電動機的選擇與計算

1、步進(jìn)電動機的選擇與計算葉文卿 （眉山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川 眉山 620020）【摘 要】本文以C616車床改為開環(huán)式數(shù)控車床的設(shè)計計算，為根據(jù)車床參數(shù)，選擇步進(jìn)電動機提供了可靠易行的計算方法和步驟?！娟P(guān)鍵字】轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)動慣量 負(fù)載起動性能數(shù)控產(chǎn)品設(shè)計時，根據(jù)工作系統(tǒng)的力學(xué)模型，計算選擇步進(jìn)電動機或伺服電動機的規(guī)格型號，是進(jìn)行數(shù)控產(chǎn)品設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。因為電動機的參數(shù)決定著數(shù)控系統(tǒng)中各功能模塊的性能參數(shù)，各功能模塊都要與電動機相匹配，這里以用普通車床C616改為簡易數(shù)控車床為例。說明步進(jìn)電動機的計算過程。1 c616車床的各參數(shù)11改進(jìn)后的傳動系統(tǒng)簡易數(shù)控車床即開環(huán)式控制將c616車床的縱向進(jìn)給系

2、統(tǒng)常采用步進(jìn)電動機驅(qū)動滾軸絲桿，帶動裝有刀架的拖板作往復(fù)直線運動。其工作原理如圖 改進(jìn)后的車床傳動系統(tǒng) 1.小刀架 2.橫向步進(jìn)電動機 3.橫向滾珠絲桿 4.大拖板 5.縱向滾珠絲桿 6.縱向步進(jìn)電動機1.2 各參數(shù)Z（與運動方向相反）=1400NY（與導(dǎo)軌垂直）=2800N（最大走刀抗力和主切削力可根據(jù)普通C616車床的電動機功率和車削時車刀的主偏角為900 時計算而得出）1 =10500毫米/分2 =200毫米/分0 =30毫米2 確定步進(jìn)電動機的型號2.1脈沖當(dāng)量的選擇脈沖當(dāng)量：一個指令脈沖使步進(jìn)電動機驅(qū)動拖動的移動距離=0。01mm/p（輸入一個指令脈沖工作臺移動0.01毫米）初選之相

3、步進(jìn)電動機的步距角0.750 /1.50 ，當(dāng)三相六拍運行時，步距角=0.750 其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)S=480 p/r步進(jìn)電動機與滾珠絲桿間的傳動比ii= = =1.25在步進(jìn)電動機與滾珠絲桿之間加Z1 =20，Z2 =25 模數(shù)m=2.5的一對齒輪。齒輪的模數(shù)根據(jù)c616車床，掛輪齒類比確定。2.2 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計算LF TLF = = L TL = =u- 摩擦系數(shù)w-拖板重量L-導(dǎo)程i-傳動比FZ-最走刀抗力Fy -最大切削力（N）-滾動絲桿傳動效率2.3 等效轉(zhuǎn)動慣量計算Js=Kg.m2Jw=kg.m2g2（大齒接圓直徑62.5毫米 寬10毫米）Jg2 =kg.m2g1（小齒接圓直徑50

4、毫米 寬12毫米）換算系列電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量JLkg.m2 換算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量JL = =7.3310-4 Kg.m22.4 初選步進(jìn)電動機型號根據(jù)車削時負(fù)載轉(zhuǎn)距TLL=7.33x10-4,10-4kg.m2為了使步進(jìn)電動機具有良好的起動能力及較快的響應(yīng)速度應(yīng)為： 及空載時起動時間計算（ta）110BF003步進(jìn)電動機的最小加、減速度時間為1秒L的計算電動機空載起動頻率轉(zhuǎn)/分m電動機起動矩-頻率特性曲線Tmata=該電機帶慣性負(fù)載時能夠起動2.5速度驗算從電動機的運行矩-頻率特性曲線查得fmaxLF當(dāng)T3000HZ以上計算，選該型號步進(jìn)電動機，無論是起動性能，還是空行程快速進(jìn)給，還是工作行進(jìn)給速度都能滿足c616車床的設(shè)計要求3 結(jié)論3.1 根據(jù)普通車床的電機和切削速度計算出最大切削力和走刀抗力FC= FZ （車刀主偏角900，零件材料45#鋼）3.2 計算出空載時摩擦轉(zhuǎn)矩TLF 和加工時負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 3.3 計算機械傳動系統(tǒng)換算到電機軸上的總慣量JL 3.4初選步進(jìn)電動型號： TM 3.5校核電動機起動性能，驗算空行程速度和工作行程速度 選定步進(jìn)電動機后，步進(jìn)電動機的性能參數(shù)，為數(shù)控系統(tǒng)，特別是輸出接口，驅(qū)動電源