径 d1=28.8mm； 大齿轮宽度 b2=10mm，直径 d2=36mm； 传动比 i=5/4 1）滚珠丝杠转动惯量： 总长 l=580mm 材料密度ρ=7.85×10-3kg/cm3 Js = πρd 4 l 32 = π × 7.85 × 10 3 × 0.025 4 × 0.58 32 = 17.5 × 10 ?5 kg ? m 2 = 1.75kg ? cm 2 滚珠丝杠转动 惯 量 2 =1.75kg.cm 小齿轮转动惯量： J z1 = πρd 4 l 32 = π × 7.85 ×10 3 × 0.0288 4 × 0.01 32 = 0.53 × 10 ?5 kg ? m 2 = 0.053kg ? cm 2 小齿轮转动惯 量 =0.053kg.cm2 大齿轮转动惯量： 16 专业课程设计——洪 J z2 = πρd 4 l 32 = π × 7.85 × 10 3 × 0.036 4 × 0.01 32 = 1.29 × 10 kg ? m = 0.129kg ? cm 2 ?5 2 大齿轮转动惯 量 =0.129kg.cm2 托板折算到丝杠上的转动惯量： JW ?P ? ? P ? G ? 0.5 ? 900 = ? h ? mi = ? h ? =? = 0.582 kg / cm 2 ? × 9.8 ? 2π ? ? 2π ? g ? 2π ? 2 2 2 初选步进电动机型号为 110BYG2502，为两相混合式，由生产，二相 【 】 八拍驱动时步距角为 0.9°，从附件 4 表 4-5 3 65 查得该型号电动机转子的转动惯量 Jm=15kg.c深圳市宇恒贸易有限公司 :陈/廖 ,29630370 ,http://www.yuhengsz.com,yuhengsz
力士乐滑块，STAR滑块，STAR轴承，Rexroth滑块，力士乐轴承，Rexroth轴承，力士乐滑轨，STAR滑轨，Rexroth滑轨，力士乐螺母，STAR螺母，Rexroth螺母，力士乐丝杆，STAR丝杆，Rexroth丝杆，力士乐线性导轨，STAR线性导轨，Rexroth导轨，力士乐线轨，STAR线轨，Rexroth线轨，力士乐直线导轨，STAR直线导轨，Rexroth直线导轨，力士乐线性导轨轴承丝杆，力士乐直线运动轴承，力士乐直线运动导轨，力士乐Rexroth滑块，星牌Star滑块，星牌Star螺母，星牌Star丝杆m2。 托板折算到丝 杠上的转动惯 量 =0.582kg.cm2 步进电动机转 轴上的总转动 惯量 =17.1kg.cm2 则加在步进电动机转轴上的总转动惯量为： J eq = J m + J z1 + （ J z 2 + J W + J S ） / i 2 = 17.1kg.cm 2 （2）计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩 Teq 分快速空载启动和承受zui大工作负载两种情况进行计算。 快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩 Teq1 Teq1 = Ta max + T f + T0 （2-9） 式中：Tamax——快速空载启动时折算到电动机转轴上的zui大加速转矩，Nm Tf——移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩，Nm T0——滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩，Nm Ta max = J eq ε 1 η = 2πJ eq nm 1 60t a η （2-10） 式中： Jeq——步进电动机转轴上的总转动惯量，kg.m2 ε——电动机转轴的角加速度，rad/s2 nm——电动机转速，r/min ta——电动机加速所用时间，s,一般在 0.3～1s 之间选取。（这里取 0.4s） 17 专业课程设计——洪 η——齿轮组总效率，取η=0.9 nm = 式中 vmaxα 2000 × 0.9 = = 500r / min 360δ 360 × 0.01 电动机转速 =500r/min vmax——空载zui快移动速度，任务书为 2000mm/min; α——步进电机步距角，预选电动机为 0.9° δ——脉冲当量，任务书为 0.01mm/P 快速空载启动 时折算到电动 机转轴上的zui 大 加 速 转 矩 =0.249Nm 由式 2-10 得 Ta max = 2π × 17.1× 10 ?4 × 500 N .m ≈ 0.249 Nm 60 × 0.4 × 0.9 Tf = F摩 Ph 2πηi = ? （ Fz + G ） Ph 0.005 × （0 + 900 ）× 0.005 = ≈ 0.003 Nm 2πηi 2π × 0.9 × 1.25 （2-11） 移动部件运动 时折算到电动 机转轴上的摩 擦 转 矩 =0.003Nm 式中 F 摩——导轨的摩擦力，N Ph——滚珠丝杠导程，m η——齿轮总效率，取η=0.9 i——总的传动比，i=nm/ns，其中 nm 为电动机转速，ns 为丝杠的转速。 μ——导轨摩擦因数 （滑动导轨取 0.15~0.18） ,滚动导轨取 0.003～0.005） 这里取 0.005 ； Fz——垂直方向的工作载荷，空载时 Fz=0 Fw = ? （Fc + G ） 式中： （2-12） μ——导轨摩擦因数（滑动导轨取 0.15~0.18）,滚动导轨取 0.003～0.005） ； Fc——垂直方向的工作载荷，车削时为 Fc，立铣时为 Fz 单位为 N，空载时 Fc=0； G——运动部件的总总量，单位为 N T0 = FYJ Ph 2 1 ? η0 2πηi （ ） （2-13） 式中 FYJ——滚珠丝杠的预紧力，一般取滚珠丝杠工作载荷 Fm 的 1/3，单位为 N； η0——滚珠丝杠未预紧时的传动效率，一般取η0≥0.9 由于滚珠丝杠副的传动效率很高，所以 T0 值一般很小，与 Tamax 和 Tf 比起来，通常可以 忽略不计。 由式 2-9 得快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩： 滚珠丝杠预紧 后折算到电动 机转轴上的附 加 摩 擦 转 矩 =0（即忽略） Teq1 = Ta max + T f + T0 ≈ Ta max + T f = 0.249 + 0.003 = 0.252 Nm 18 专业课程设计——洪 快速空载启动 时电深圳市宇恒贸易有限公司 :陈/廖 ,29630370 ,http://www.yuhengsz.com,yuhengsz
力士乐滑块，STAR滑块，STAR轴承，Rexroth滑块，力士乐轴承，Rexroth轴承，力士乐滑轨，STAR滑轨，Rexroth滑轨，力士乐螺母，STAR螺母，Rexroth螺母，力士乐丝杆，STAR丝杆，Rexroth丝杆，力士乐线性导轨，STAR线性导轨，Rexroth导轨，力士乐线轨，STAR线轨，Rexroth线轨，力士乐直线导轨，STAR直线导轨，Rexroth直线导轨，力士乐线性导轨轴承丝杆，力士乐直线运动轴承，力士乐直线运动导轨，力士乐Rexroth滑块，星牌Star滑块，星牌Star螺母，星牌Star丝杆动机转轴 所承受的负载 转矩=0.252Nm 2）zui大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩 Teq2 Teq 2 = Tt + T f + T0 式中：Tf 和 T0 分别按式 2-11 和 2-13 计算。 （2-14） Tt——折算到电动机转轴上的zui大工作负载转矩 Tt = F f Ph 2πηi = 2082 × 0.005 ≈ 1.326 Nm 2π × 0.9 × 1.25 （2-15） 折算到电动机 转轴上的zui大 工作负载转矩 =1.326Nm 式中 Ff——进给方向zui大工作载荷，单位 N。本设计对滚珠丝杠进行计算的时候，已知沿 着丝杠轴线方向的zui大进给载荷 Fx=2802N。 由式 2-11 得：垂直方向承受zui大工作负载（Fz=719N）情况下，移动部件运动时折算到电动机 转轴上的摩擦转矩： 移动部件运动 时折算到电动 机转轴上的摩 擦 转 矩 =1.146Nm Tf = F摩 Ph 2πηi = ? （ Fz + G ） Ph 0.005 × （719 + 900 ）× 0.005 = ≈ 1.146 Nm 2πηi 2π × 0.9 × 1.25 则由式 2-14 得： Teq 2 = Tt + T f + T0 ≈ Tt + T f = 2.472 Nm 综上计算，得到加在步进电动机转轴上的zui大等效负载转矩应为： zui大工作负载 状态下电动机 转轴所承受的 负 载 转 矩 Teq2=2.472Nm 综上计算，得到 加在步进电动 机转轴上的zui 大等效负载转 矩 应 为 ： 2.472Nm Teq = max{ eq1 , Teq 2 } = 2.472 Nm T （3）步进电机zui大静转矩的选定 考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压降低时，其输出转矩会 下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，根据 Teq 选择步进电动机的zui