步进电动机的选择与计算.doc

步进电动机的选择与计算
叶文卿
(眉山职业技术学院四川眉山 620020)
【摘要】本文以C616车床改为开环式数控车床的设计计算,为根据车床参数,选择步进电动机提供了可靠易行的计算方法和步骤。
【关键字】转矩转动惯量负载起动性能
数控产品设计时,根据工作系统的力学模型,计算选择步进电动机或伺服电动机的规格型号,是进行数控产品设计的一个重要环节。因为电动机的参数决定着数控系统中各功能模块的性能参数,各功能模块都要与电动机相匹配,这里以用普通车床C616改为简易数控车床为例。说明步进电动机的计算过程。
1 c616车床的各参数

简易数控车床即开环式控制将c616车床的纵向进给系统常采用步进电动机驱动滚轴丝杆,带动装有刀架的拖板作往复直线运动。其工作原理如图
改进后的车床传动系统


各参数
=1500N
=
最大走刀抗力FZ(与运动方向相反)=1400N
最大主切削力FY(与导轨垂直)=2800N(最大走刀抗力和主切削力可根据普通C616车床的电动机功率和车削时车刀的主偏角为900 时计算而得出)
拖板进给速V1 =10~500毫米/分
车刀空行程速度V2 =200毫米/分
滚珠丝杆导程L=6毫米
滚珠丝杆节圆直径d0 =30毫米
丝杆总长L=1000毫米

2 确定步进电动机的型号

脉冲当量:一个指令脉冲使步进电动机驱动拖动的移动距离=0。01mm/p()
/ ,当三相六拍运行时,步距角￡= 其每转的脉冲数S==480 p/r
步进电动机与滚珠丝杆间的传动比i
i= = =
在步进电动机与滚珠丝杆之间加Z1 =20,Z2 =25 模数m=。齿轮的模数根据c616车床,挂轮齿类比确定。
等效负载转矩的计算
空载时的摩擦转矩TLF
TLF = = =
车削加工时的负载转矩TL
TL =
=
=
u---- 摩擦系数
w----拖板重量
L----导程
i----传动比
FZ---最走刀抗力
Fy ------最大切削力(N)
----滚动丝杆传动效率
等效转动惯量计算

Js=

Jw=
()
Jg2 =
(小齿接圆直径50毫米宽12毫米)换算系列电机轴上的总转动惯量JL

换算到电动机轴上的总转动惯量JL
=
=-4
初选步进电动机型号
根据车削时负载转距TL=