步进电机扭矩计算.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse蚅Z406数控坐标台式钻床主轴自动莃进给步进电机扭矩的设计计算蚀陆扬袄[菲尼克斯亚太电气(南京)有限公司,江苏南京211100]螂设计Z406数控坐标台式钻床时,对主轴自动进给步袁进电机扭力矩的设计计算介绍如下:葿该数控坐标台式钻床设计要求:1)最大钻孔直径为羄d6mm;2)钻削材料为碳素结构钢σb=65kgf/mm2,膃HB170~200;3)切削刀具为高速钢W18Cr4V钻头,加冷薃却液;4)。膈1 主轴轴向力计算芈计算公式为:P=×D×。其中P为轴向力薄/kN;D为最大钻孔直径/mm;S为主轴每转进给量。肀P=×D×=×6×≈11166kN,芁考虑到摩擦力,传动效率等因数,取轴向力P=1147kN莈进行以下计算。羅2 主轴套筒受力分析和计算(图1)螂Ft=圆周力;Fr=径向力;F=法向力=1147kN聿Ft为Fcosα=150×cos20°=1138kN蒈Fr为Fsinα=150×sin20°=015kN莅现将轴向力平移至主轴套筒D点,需加一个力矩M膀=P×d/2=150×≈2165kN·cm,M的值即是最螈大阻力矩M阻。只有当M主>M阻时,主轴套筒才能向下薈运动,进行钻削加工。现根据结构需要初步选择最大静扭蒂力矩为196N·cm的步进电机作为主轴的自动进给电机,袂由于电机的最大静力矩Mj,max=196N·cm<M阻,所以薇将电机通过少齿差减速器减速80倍后再输出,故从理论薈上电机的最大静力矩Mj,max也将相应增加到Mj,max=袃196N·cm×80=15168kN·cm,此时Mj,max=196N·cm×莀80=15168kN·cm>M阻。根据步进电机原理有关资料介薀绍,当步进电机在运行频率增大或负载增大时,步进电机蚇的输出扭力矩将大大下降,即有M/Mj,maxc=~(此为经验系数),,则在钻床最大负荷时,电肂机的输出扭力矩M主=15168kN·cm×=15168kNcm,荿即M主>M阻≈21645kN·cm,所以该电机经减速80倍螇后,可以保证在最大切削负荷时也可以满足使用,步进电螅机(°)也不会产生失步现象。薀收稿日期:2006208222膈(上接第55页)袇4 结束语袂本测量系统实用性强,能够巡回采集测量多路信号,节结构较为简单,成本低,精度较高。系统的可扩展性强,可袇通过单片机的串行口连接RS232转换芯片MAX232与数羇控机床相连,完成实时数据的传递和其他控制工作。在实芃际生产中,通过增减传感器的数量可测量有不同等分要求虿的装置,例如有180°定位要求的调头镗孔加工,以及每隔羀60°的六等分定位的正六面棱体的加工等。系统的可移植肇性强,只需改变前端测量用的传感器类型,可在此基础上蚄修改为其他非电量参数的测量系统[2]。蒁参考文献:蚈[1]孙俊逸,盛秋林,[M]