CA6140数控化改造的机械设计说明书

1、芅 For personal use only in study and research; not forcommercial use螂羂计算机数字控制系统（Computer Numerical Control 简称为CNC系统）。一个完整的现代化数字控制机床由数控装置，可编程控 制器，电源模块，伺服模块，伺服电机，反馈系统，机床控制面板， 人机通讯单元，手持单元，液压系统，润滑系统，冷却系统，机床本 体，滚珠丝杠，自动换刀系统，等等组成。肀数控机床的生产率高，设备柔性好，使工人的劳动强度大为减 轻，具有较高的经济效益，能加工普通机床所不能加工的复杂形面。 由于数控机床的优越性，在国际竞争日

2、益激烈、产品品种变化频繁的 形势下，各国都致力与开发生产各种数控机床，其中将普通机床改造为经济型数控机床，简单方便，易于实现，使系统的性能价格比大为 提高。蚆本次的设计题目是将C6140普通车床改造成为MCS-51系列 单片机控制的经济数控车床。由于是初次设计，所以经验有限，在设 计过程中难免会出现不足之处，还请各位老师，同学们多多指导，帮助。蒄设计项目蚁设计过程及说明膀主要结果肇一、脉冲当量的选择袂脉冲当量由设计任务书可知：蒀纵向：0.01mm/脉冲艿横向：0.005mm/脉冲蒈纵向：薄 0.01mm/ 脉冲薃横向：艿 0.005mm/脉冲袇膃=5360N莀羁Fz =5360N肇蚅蒃设计项目

3、螀设计过程及说明膈主要结果膄再按以下比例可求出分离力 Fx和Fy螃 Fx：Fy：Fz=1:0.25:0.4芈走刀方向的切削力蒆 Fx =0.25*F z=0.25*5360=1340N蚂垂直走刀方向的切削力肆_、计算切削力薁 Fy =0.4*F z=0.4*5360=2144N莈3、用经验公式计算如下所示横车端面时的各切削分力：蒅纵车外圆时的切削分力：薄 Fx = 1340N膂 Fy =2144N薇祎芇横车端面时的切削分力:莄主切削力Fz(N)可取纵切的一半如下：芀 Fz二Fz/2=5360/2=2680蒈继续用经验工式粗略计算：芈 Fz：Fy：Fx=1:0.25:0.4螂走刀抗力为：Fy=2

4、680*0.25=670莃吃刀抗力为：Fx=2680*0.4=1072蚄 Fy=670蚀 Fx=1072螇蚈莆设计项目蚃设计过程及说明袇主要结果袃作用在滚珠丝杠上的进给率引力 主要包括切削时的走刀当力以及移动 中的重量和切削分力作用在导轨上的 摩擦力，由于 C6140纵向是综合导 轨，为了提高机床低速运动的平稳性， 将其纵向改造为贴塑综合导轨。蒁莈膃螁蒂选用公式：薀螅一、纵薅羇 Fm=K .Fx+f (Fz+G)向进给率引力羅膅上式中Fx ,Fz 切削力（N）；计算。薀薅G 移动部件的重量（N）；蚀芀f 导轨上的摩擦系数，羆芁K考虑颠复力矩影响的实验系数。莃薆由于改造后的机床纵向采用贴塑综薃合

5、导轨故选取：肃 K=1.15 f=0.04蚀莇芃纵向进给率引力：肅纵向进给率莁Fm=K*F x+f(Fz+G)引力：羇=1.15*1340+0.04*(5360+1500)莂 Fm=1815.4N螅=1815.4N螀螈肂薂賺设计项目袀设计过程及说明袄主要结果衿作用在滚珠丝杠上的进给率引力主 要包括切削时的走刀当力以及移动中 的重量和切削分力作用在导轨上的摩 擦力，由于C6140是横向是燕尾导轨, 为了提高机床低速运动的平稳性，将 其改造为贴塑燕尾导轨。羀选用公式：芄二、横向 进给率引 力计算。芅 Fm=1.4*Fy+f、(Fz+2Fx+G)螂上式中Fx,Fz, Fy切削力(N)；羂G 移动部件

6、的重量G=850N ；肀f导轨上的摩擦系数；蚆由于改造后的机床横向采用贴塑燕 尾导轨故选取：蒄 f =0.04蚁横向进给率引力：膀 Fm=1.4*F y+f、(F z+2Fx+G)肇= 1.4*670 +0.04*(2680 +2*1072+850)袂 1165N蒀葿横向进给率引力：蒇 Fm 1165N蒅衿蕿设计项目袇设计过程及说明羃主要结果袂三、计算 最大动负 载。虿选用滚珠丝杠副的直径do时，必 须保证在一定轴向负载作用下，丝 杠在回转100万转（106转）后， 在它的滚珠上不产生点蚀现象。这 个轴向负载的最大值（即称为滚珠 丝杠能承受的最大动负载 C）,可用 下式计算：羄c/bf cFm

7、蚅L=60* n*T/10 6蚁n=1000*v s/Lo蝿Lo滚珠丝杠导程，纵向初选Lo=6mm, 横向初选 Lo=5mm;莅Vs最大切削力下的进给速度，可 取最高进给速度的（1/21/3）,此处蒃袈腿滚珠丝杠导程，初选为：芃纵向：Lo=6mm;膂横向：Lo=5mm;膃Vs 纵=0.5m/m in *0.5,莀Vs 横=0.2m/mi n*0.5;袈T使用寿命，按15000h;螆f3运转系数，按一般运转取仁=1.21.5,这里选取为f3=1.2;袅L寿命，以106转为1单位。羈设计项目薈设计过程及说明羅主要结果羁三、计算 丝杠的最 大动负 载。肇纵向丝杠的最大动载何 C纵：蚅 n 纵=100

8、0vs纵/Lo蒃=1000*0.5*0.5/6螀=41.67r/mi n膈 L 纵=60*n 纵*T/106肆=60*41.67*15000/106膄 二 37.503螃C纵=“纵f qFm芈=0-503 *1.2*1815.4蒆专292N蒇蒅薄膂莃纵向丝杠的最大动载荷C纵：薂C纵=*匸纵f WFm羂=7292N蚇莃羃蒀蚂横向丝杠的最大动载何 C横：莆薁 n 横=1000v s 横/L o蒃莈=1000*0.2*0.5/5莄袇=20r/m in莄 L 横=60*n 横*T/106膂横向丝杠的最大动载荷C横：芀=60*20*15000/106葿C横=J横fm蒈=18薃P664N芈C横=横fmV1

9、8螂二*1.2*1165莃P664N薀设计项目蕿设计过程及说明腿主要结果蚃四、滚 珠丝杠 螺母副 的选型。羁查附录A表3后：莁纵向：可采用W1L4006外循环螺纹调 整预紧的双螺母滚珠丝杠副，1列2.5圈， 其额定动负载为16400N，精度等级按表 4-15选为3级。羆横向：可采用 WiL2005外循环螺纹调 整预紧的双螺母滚珠丝杠副，1列2.5圈， 其额定动负载为 8800N，精度等级按表 4-15选为3级。肇莂蝿罿纵向：肇 W1L4006螃蒁螈横向：膆W1L2005膄五、传 动效率 的计算。罿传动效率计算工式如下：薇林二tgtgL+w)芆上式中：芁/ 螺旋升角，蚁纵向：W1L4006 y=

10、2 44芆横向：WiL2005 丫=4。33莆摩擦角取10滚动摩擦系数0.0030.004蚂纵向：口 二tgY/tg(Y+毋)聿=tg2。44/tg(2。44+10)宀 0.94荿横向：耳二tgT/tg(f+申)蒆=tg4。33/tg(4。33+10)0.96肃袁肇薆蔻芈传动效率计算结果如下：祎纵向0.94蚆横向： 0.96薀六、滚珠丝杠纵向WL4006和横向WL2005的几何参数如下所示:羀蚅蚆名称羁符号蒈计算公式蚈 W1L4oo6螆 WL2oo5莂螺羅公称直径膄do莀艿 40mm肅 2omm膀肂导程肇Lo膅螂6mm葿5mm蒇纹膅接触角膃B-+- 芁薅 2o44芅 4o33袅虿钢球径(mm)

11、薈dq莅蚀 3.969莁 3.175螃滚蒅滚道法面半径肁R衿 R=0.52dq膆 2.o64薄 1.651蚈薁偏心距腿e蚄袃 o.o56聿 o.o45芆道螄螺纹升角芄y螁丫 二arctg(L o/3.14/d o)蚇 2o44螄 433蒁螺袄螺杆外径袂d羀 d=do-(O.20.25)d p蒈39羄 19.4膈莈螺杆内径芇di肄 di=do+2e-2R蚃 35.984肀 16.788蒆杆膄螺杆触直径肄dz薈 dz=do-d qCosp聿 36.0355芃 16.835賺螺袈螺母螺纹直径莃D薂 D=d-2e+2R羂 44.016蚇 23.212芀母羃螺母内径蒀D莆D=do+(O.2 0.25)d

12、 p蒃40.7938莄 20.635膂葿设计项目薃设计过程及说明薀主要结果蕿七、纵 向丝杠 刚度验 算。腿纵向进给滚珠丝杠支承方式如下所示：莁纵向丝杠的拉伸或压缩变形量-1按下式计羁最大牵引力 Fm=1815.4N。支承 间距为L=1500mm丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的1/3。蒁算：“ = L/L*L羆在上式中L滚珠丝杠在支承间的受力长度,L=1500 (mm );肇在上式中AL在工作负载作用下引起每一导程的变化量，(mm) 可用下式计算：莂 L= FL o/(E*F)蝿Fm 工作负载，即进给率引力，Fm=1815.4N;罿Lo滚珠丝杠的导程，Lo=6mm;肇E材料弹性模

13、数，对钢 E=20.6*104N/mm2;螃F 滚珠丝杠截面积，按内径确定为：F=1016.97mm2;螈膆设计项目膄设计过程及说明罿主要结果薇七、纵 向丝杠 刚度验 算。小 L= FLo/(E*F)芁=1815.4*6/(20.6*104*1016.97)蚁=0.000052mm芆 1 = L/L*L莆=0.000052/6*1500蚂=0.013mm聿由于两端均采用了向心推力球轴承，且 丝杠双进行了预拉伸，故其拉压刚度可 以提高四倍，其头际变形量为.Mi =/4=0.013/4=0.00325mm祎蚆薀羀蚅蚆羁拉伸或压缩变 形量为：膄6=0.00325mm莄蒆滚珠与螺纹滚道间接触变形6肃经

14、杳图4-7,W 系列1列2.5圈滚珠各 螺纹滚道接触变形量8：比=4.5 am袁因为进行了预紧故：肇2=q/2=4.5/2=2.25a m=0.00225mm薆支承滚珠丝杠的轴向接触变形 6蒄采用8107型推力球轴承,di=35mm, 滚动体直径dQ=6.35mm,滚动体数量 Z=18;芈注意式中Fm单位为Kgf;薂膈滚珠与螺纹滚道间接触变形量为：祎 2=0.00225mm膃薁设计项目蕿设计过程及说明莄主要结果羂七、纵 向丝杠 刚度验 算。蚁Me =0.0024*(Fm2/dQ/Z2)1/3肆=0.0024*(181.542/6.35/lg)1/3羅 0.0061mm螁因为施加了预紧力，故：肇

15、务3 = /2螈=0.0061/2螄=0.00305mm袁蒈根据以上计算总的变形量：芅归气+勺+為羇支承滚珠丝杠 的轴向接触变 形3:朋3=0.00305mm肁艿蒅结论:莄总的变形量 定位精度，故满 足机床使用要 求。薃=0.00325+0.00225+0.00305羁=0.00855mm定位精度 ).015mm袈賺八、纵 向丝杠 稳定性 校核。蒆滚动丝杠两端采用了推力轴承 ，不会产生失稳现象不需要稳定性校核。腿结论：肃稳定性好。膀袇设计项目薅设计过程及说明袂主要结果芈横向进给滚珠丝杠支承方式如下所示：芀九、横 向丝杠 刚度验袅最大牵引力Fm= 1165N,Do=2Omm;支承间距为L=450

16、mm;丝杠螺母及轴承均进行 预紧，预紧力为最大轴向负荷的1/3。算。莀计算如下：虿横向丝杠的拉伸或压缩变形量i(mm):螅查表 4-6,根据 Fm= 1165N,Do=2Omm,查出螀讥=3*10-5，可算出鱼6二况/L *L肀=3*10-5*450蒇=0.0135mm蒃由于两端均采用了向心推力球轴承，且丝 杠双进行了预拉伸，故其拉压刚度可以提高 四倍，其实际变形量为：朋 i =6/4=0.0135/4腿 0.0034mm祎螂衿螀拉伸或压缩变形量为：芄S=0.0034mm罿设计项袇设计过程及说明 目薄九、横 向丝杠 刚度验算。聿滚珠与螺纹滚道间接触变形2芈经查图4-7,W 系列1列2.5圈滚珠

17、各螺纹滚道接触变形量y：q=6 z蚈因为进行了预紧故：莃 2= q/2=6/2=3 卩 m=0.003mm腿支承滚珠丝杠的轴向接触变形；3虿采用8102型推力球轴承，d=15mm, 滚动体直径 dQ=4.763mm,滚动体数量 Z=12;羆主要结果蚇肇滚珠与螺纹滚道间接触变形量为：蚂 2=0.003mm螃肇蒅螅袃膆注意:式中Fm单位为Kgf;代=0.0024*(Fm2/dQ/Z2)1/3芇支承滚珠丝杠艿=0.0024*(116.52/4.763/12T3的轴向接触变形3：膀 0.0065mm蔻务3=0.0033mm袇因为施加了预紧力，故：羂“3 =如 /2=0.0065/2薆结论：荿 0.00

18、33mm莁总的变形量 定位精度，故满足芆根据以上计算总的变形量：机床使用要求。莅 6=6 + 62+63羃=0.0034+0.003+0.0033荿=0.0097mm定位精度 ).015mm罿螈设计项目螃设计过程及说明膃主要结果袈计算临界负载Fk(N)膀膄 Fk二fz* n*E*l/L 2芇薀式中E材料弹性模量，钢：袄蚂螁 E=20.6*106N/cm2;罿螈十、横向袈I截面惯性矩(cm4)丝杠：莇丝杠稳定性校薅l= n64*di4,di为丝杠内径;芅核。节L 丝杠两支承端距离(cm);肀蕿fz丝杠支承方式系数，从表4-13中查蚈出一端固定一端简支fz =2.00羈蒇羅I= n /64*d蚆螂

19、螀二 d64*1.678844莈二 0.3899 cm ;肇 Fk二fz* n*E*l/L 2肂=2.00 * n*20.6*106* 0.3899 /452蒂=78293.4N肇nk=Fk/F m膈=78293.4/ 1165蒃一 67.2 nk（一般m=2.54）羀经计算此滚珠丝杠不会产生失稳。螁蒇袃薄 nk= 67.2 nk蒀薇结论：芄稳定性好。羁设计项芈设计过程及说明蚇主要结果目蚄一、纵 向齿轮 传动比 计算。蚃已确定纵向进给脉冲当量 沪0.01mm/脉 冲，滚珠丝杠导程L o =6 mm,初选步进电 机步距角=0.75。可计算出传动比i:肇i =360* Q/L =360*0.01/

20、0.75/6螇=0.8肅可选齿轮齿数为：賺 i =Z 1/Z2肀=32/40 或 20/25袇即：取 乙=32, Z2= 40 或乙=20, Z2 = 25膂初选步进电机步距角为：=0.75袃二、横 向齿轮 传动比 计算。衿已确定横向进给脉冲当量 $=0.005mm/脉 冲，滚珠丝杠导程L o = 5mm,。可计算出传 动比i:羆 i =360* $/L J 鈴360*0.005/0.75/5薃=0.48莁考虑到结构上的原因，不使大齿轮直径太 大，以免影响到横向溜板的有效行程，故此 处采用双级齿轮降速：薈 i =(ZiZ)* ( Z 3亿4)=(3/5)*(4/5)肆=(24/40)*(20/

21、25)羄即：取 乙=24, Z2= 40 ,Z3= 20, Z4= 25肃蚁初选步进电机步距角为：a=0.75莅因进给运动齿轮受力不大， 模数m取2螆有关几何参数如下表所示:膃腿齿数芆袂32蚀40羇24莆40蚂20螁25荿分度圆螄 d=mz肃64腿80肇48袄80蒄40袁50袇齿顶圆羄da=d+2m袅68荿84袀52肄84羂44肀54虿齿根圆膄 df=d-2*1.25m莃59螂75蒇43芄75螃35芀45膆齿宽芄(610)m膄20羂20艿20莄20莁20蒀20羈中心距蒃 A=(di+d2)/2螂72膂64螇45袇膃设计项目薀设计过程及说明螀主要结果薄一、等效传动惯量计算节计算简图如下所示:乙二

22、M d二80X田JG = 1500NL=15O()niJiX-羇 一、向步 电机 算算。-31 d-64羇传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量电机:JKg.cm 2羅 Ji=Jm+Ji+(Zi/Z2)(J2+Js)+G/g(L o/(2 n )蝿在上公式中:莈Jm步进电机转子转动惯量（kg cm2）。袁初选反应式步进肇Ji、J2齿轮Zi、Z2的转动惯量（kg cm2）可由下式计算：肂Js滚珠丝杠转动惯量（kg cm ）蒁参考同类型机床，初选反应式步进 电机150BF，其转子转惯量Jm=10 kg cm2。膆 Ji=0.78*10-3*Di4*Li=0.78*10-3*6.44*22腿=2.62

23、 kg.cm蒂 J2=0.78*10-3*D 24*L 2=0.78*10-3*84*22罿=6.39kg.cm腿 Js=0.78*10-3*44*150=29.952kg.cm2蒆 150 BF薆袂设计项目艿设计过程及说明葿主要结果薆一、纵向步进 电机计算。芃 G=1500N羁代入上式：芈JJ +Ji+(Zi/Z2)2(J2+Js)+G/g(L o/(2 n2)2蒂=10+2.62+(32/40)2(6.39+29.952)莀+1500/9.8(0.6/(22n )2膄=36.77 kg.cm螃考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题：Jm/ J 1=10/36.77=0.272蒂基本满足惯量匹配

24、要求。螀祎二、电机的力矩计算肆莃螁传动系统折算 到电机轴上的 总的转动惯量J 1=36.77 kg.cm2虿螈Jm / J沪0272肂基本满足惯量匹配要求。袁螅机床在不同的工况下，其所需转矩不同，下面分别按各阶段计算：薂快速空载起动力矩M起袇在快速空载起动阶段，加速力矩占的比例较大，具体计算公式如下：薈 M 起=M amax + Mf +M。薄 M amax= J 2* 蚂=J2*10-2*nmax/ (0.6/(2na)*t芈二 J2*n max*2 n *10/ (60*t a)芆设计项目膅设计过程及说明羁主要结果芇一、纵向步进 电机计算。羈 nmax=(V max/ 命)* ( 0)/3

25、60 )羄将前面数据代入，式中各符号意义同、八刖。肁 nmax=(V max/ 命)* (时360)蚈=(2000/0.01)*(0.75 /360 )莆=416.7 rpm蚃起动加速时间：ta=25ms=0.025s肁 Mamax =max*2 n *10/ (60*ta)聿=36.77*416.7*2n-2*100*0.025)腿=641.8 N cm螆折算到电机轴上的摩擦力矩 Mf：賺Mf 二FL/(2 n n二f (Fz+G)*L。/(2 n Z2/Z1)葿=0.04*(5360+1500)*0.6/(2 n *0.8*125)快速空载起动力矩M起：薅=26.2 N cm蒄附加摩擦力矩

26、M。：芁Mo =FpoLo/(2 n 胪(1- no2)=Fm/3*Lo/(2 n Z2/Z1)* (1- no2)= 1815.4/3*0.6/(2 n *0.8*1.25)(10.92)=11 N.cm上述三项合计：M 起=Mamax +Mf +M。=641.8+26.2+11=679 N .cmM 起=679 N.cm设计项目设计过程及说明主要结果快速移动时所需力矩M快。快速移动时所需M 快=M f+M o=26.2+11=37.2 N.cm力矩M 快:最在切削负载时所需力矩 M切：M 快=37.2 N.cmM 切=Mf+Mo+Mt= Mf +Mo+FxLo/(2n n最在切削负载=26

27、.2+11 + 1340*0.6/(2 n *0.8*1.25)时所需力矩 M=165.2 N.cm切：从上面的计算可以看出，M起、M快M 切=1652和M切三种工况上，以快速空载起动所 需力矩最大，经此项作为初选步进电机N.cm、纵向的依据。步进电从表4-22查出，当步进电机为五相机计算。十拍时?=M起/ Mjmax =0.951。最大静力矩 Mjmax =M 起/ 7=679/0.951 714N.cm按此最大静力矩从表 4-23查出，150BF002型最大静转矩为1372N.cm。大于所需最大静转矩，可作为初选型号， 但还必须进步考核步进电机起动频率 特性和运行频率特性。三、计算步进电机

28、空载起动频率f起和切削时的工作频率f切。设计项目设计过程及说明主要结果一、纵向 步进电 机计算。f 起=1000Vmax/60/ 0=1000*2.0/60/0.01 =3333.3Hzf 切=1000Vs/60/ 0=1000*0.5/60/0.01 =833.3 Hz从表4-23中查出150 BF 002型步进电 机允许的最高空载起动频率为2800Hz运行频率为8000Hz，再从图4-17，图 4-18查出150 BF 002型步进电机起动矩 频特性曲线和运行矩频特性曲线（附第 28页）。由图可以看出，当步进电机起 动时，f 起=2500Hz 时，M=100N.cm, 远远不能满足此机床所

29、要求的空载起动 力矩（679N.cm）直接使用则会产生失步 现象，所以必须采取升降速控制（用软 件实现），将起动频率降到1000Hz时。 起动力矩可增高到588.4N.cm,然后在电路上再采用高低压驱动电路，还可将 步进电机输出力矩扩大一倍左右。当快速运动和切削进给时，150BF002 型步进电机运行矩频特性完全可以满足 要求。空载起动频率：f 起=33333Hz切削时的工作频率：f 切=833.3 Hz150BF002型步进电机起动矩频特性曲线如下所示:M(N.cm)150BF002起动矩频特性f(Hz)150BF002型步进电机运行矩频特性曲线如下所示:M(N.cm)150BF002运行矩

30、频特性HHz)设计项目设计过程及说明主要结果一、等效传动惯量计算计算简图如下所示:_口-O0-QIG=S50NI。供冋 lOlQQMZi =40 山二80Zj-20 di-40Zi-24 di -48L=450oo传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量二、横向 步进电 机计算。JKg.cm2）可由下式计算：J=Jm+Ji+(Zi/Z2)2 J2+J3+ZJZ4)(J4+JS)+G/g(Lo/(2 n2在上公式中:Jm 步进电机转子转动惯量（kg cm2）。Ji、4 J3、J4齿轮乙、Z2、Z3、乙的转动惯量（kg cm2）初选反应Js滚珠丝杠转动惯量（kg cm2）式步进电参考同类型机床，初选反

31、应式步进电机机:110 BF110BF，其转子转惯量Jm =4.7kg cm2。J1=0.78*10-3*D 14*L 讦0.78*10-3*4.84*2=0.828 kg.cm2设计项目设计过程及说明主要结果二、横向 步进电 机计算。J2=0.78*10-3*D 24*L 2=0.78*10-3*84*2=6.39kg.cm2J3=0.78*10-3*D 34*L 3=0.78*10-3*44*22=0.399kg.cm-34-34J4=0.78*10 3*D 44*L 4=0.78*10 3*54*2=0.975kg.cm2Js=0.78*10-3*24*45=0.561kg.cm2G=8

32、50N代入上式：J=Jm+J1+(Z1/Z2)2 J2+J3+(Z3/Z4)2*(J4+Js)+G/g(Lo/(2 n2=4.7+0.828+(24/40) 2 6.39+0.399+ (20/25)2 (0.975+0.561)+850/9.8*(0.5/(22兀)2=8.45kg.cm考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题：Jm/ Ji=4 .7/8.4=0.56满足惯量匹配要求。传动系统折算到电机轴上的总的转 动惯量：2J 2=8.45 kg.cmJm / J i=0.56满足惯量匹配要 求。设计项目设计过程及说明主要结果二、横向 步进电 机计算。二、电机的力矩计算机床在不同的工况下，其所需

33、转矩不同， 下面分别按各阶段计算：快速空载起动力矩M起在快速空载起动阶段，加速力矩占的比例较大，具体计算公式如下：M 起=M amax +Mf +M oM amax = J 2* =J2*10-2*nmax/ (0.6/(2an )*t=J2*n max*2 n *10/ (60*ta)nmax=(Vmax/ $ )* ( $/360)将前面数据代入，式中各符号意义同前。nmax=(V max/ $ )* ( fb/360 )=(1300/0.005)*(0.75 0 /360 o)=541.7 rpm起动加速时间：ta=25ms=0.025sMamax = Jfnmax*2 n *10/ (

34、60%)=8.4*541.7*2 n *10 (60*0.025)=190.6 N cm设计项目设计过程及说明主要结果二、横向 步进电 机计算。折算到电机轴上的摩擦力矩 Mf：Mf 二FL/(2n n=f(Fz+G)*Lo/(2n (Z2/Z!* Z 4/Z3)=0.04*(2680+850)*0.5/(2 n *0.8*2.1)=6.69 N.cm附加摩擦力矩M。：Mo =FpoLo/(2 n i)*(1- n)2)=Fm/3*L o/(2 n (Z2/Z1* Z 4/Z3)* (1- n。2)= 1165/3*0.5/(2 n *0.8*2.1)(10.92)=3.5 N.cm上述三项合计：M 起=Mamax +Mf +Mo= 190.6+6.69+3.5=200.8N. cm 快速移动时所需力矩 M快。M 快=Mf+Mo=6.69+3.5= 10.2 N. cm 最在切削负载时所需力矩 M切：M切=Mf+M o+M t=Mf+Mo+FxLo/(2n i)=6.69+3.5+1072*0.5/(2 n *0.8*2.1)=60.97N.cmM起=M快=M切=设计项目设计过程及说明主要结果二、横向 步进电 机计算。从上面的计算可以看出，M起、M快和 M切三种工况上，以快速空载起动所需 力矩最大，经此项作为初选步进电机的