静压气浮导轨组件装置的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 学 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 静压气浮导轨组件 装置的设计 系 （ 部 ）： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1230203 学 生： 学 号： 123020304 指导教师： 2011年 05 月 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 静压气浮导轨组件装置的设计 摘 要 采用 气体润滑技术 设计出的 一套空气静压导轨组件 装置 。该组件可以立、卧式放置，具有多种机械安装接口，能在各种不同结构和要求的加工及测量设备中安装使 用。对该组件的整体结构进行了设计和论证，经计算和测试本设计的组件总体性能良好，完全达到了所要求的 设计目的。 关键 词 ： 静压导轨；滚珠丝杠副 ；气动平衡；步进电 动机 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of by of be or be in on of of is 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 符 号 表 供气 压力 环境压力 N 气室个数 气室深度 V 气膜体积 载荷系数 硬度系数 精度系数 平均工作载荷 LC 传动效率 螺旋升角 摩擦角 f 摩擦系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 1 拉力变形量 2 接触变形量 丝杠总变形量 L 长度 E 弹性模量 I 截面惯性量 支承方式系数 丝杠低径 D 杆气缸缸径 负载率 P 压力 J 转动惯量 m 丝杠质量 工作台质量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 . 主要符号表 . 1 绪论 . 1 . 1 . 2 . 2 . 2 2 总体方案设计 . 3 体方案的概述 . 3 件总体方案确定 . 3 3 气浮导轨的设计 . 5 . 5 轨的设计 . 7 4 传动系统的设计 . 8 杠副的计算载荷 ) . 8 算额定载荷 C a(N) . 8 珠丝 杠的初选 . 9 动效率的计算 . 9 度计算 . 9 定性验算 . 10 动轴承的选择 . 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 气动平衡的设计 . 13 缸的输出力 . 13 缸实际输出力 . 14 试及分析 . 14 6 步进电动机的计算与选型 .算加在步进电动机轴上的总转动惯量 . 16 进电机转轴上的等效负载转矩 . 17 进电动机最大静转矩的选定 . 19 进电动机的性能校核 . 19 7 结论 . 21 . 21 参考文献 . 谢 .业设计（论文）知识产权声明 .业设计（论文）独创性 声明 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 究 背景 我国近几年随着高新技术的发展，对精密及超精密加工和测量设备的需求逐年增加，使空气静压导轨得到了广泛应用，特别是以三坐标测量机为代表的测量设备中，目前几乎在导轨中均采用空气静压导轨，而且在结构中大都将花岗岩导轨与空气静压气浮垫按照不同的机型和结构要求进行设计、加工和装配调式。空气静压导轨是根据 气体润滑技术而开发出来的精密机械元部件，其借助气膜厚度均匀作用，容易得到高精度。由于空气的粘性低，不易发生爬行，振动也小，热稳定性好；使用寿命是半永久性的。与液体静压导轨相比，它不污染环境。由于具有这些特点，载荷变动小的超精密加工机床和测量机以及精密机器一般都采用空气静压导轨。 目前， 学流体润滑研究所是目前国内一家从事空气轴承技术研究、产品开发和生产以及数字图像处理的研究部门。研究所有专门从事精密机械设计、空气轴承设计、超精密机械仪器、机械制造与工艺领域工程技术、数字图像处理技术的专家和高级技师。 经过十几年的摸索，通过理论研究，结合实验，研究所能够以专业的技术进行空气轴承的开发与研制。研究所在十多年的探索研究和不断创新中，能够与一些著名同学科院校、国内三坐标测量机厂商、同行业研究所、和高新技术公司、外企进行沟通和专业领域交流，并进行空气轴承产品的研制和生产，而且部分产品获得国家多项专利。与此同时，我们和国外的一些空气轴承专业公司保持着密切的联系，使得技术更加创新，产品更加高端化。研究所注重研究生培养，在培养研究人员的同时，坚定不移地走专业化、技术化、创新化的道路，研究所长期以来本着精益求精的态度，开 拓创新、永不满足的精神，不断完善和追求完美的产品，并积极与国内外同行开展合作，不断交流，取得共同发展。 此外，随着高薪技术的发展，德国与日本近几年对精密及超精密加工和测量的应用已相当成熟。 其样机与国内设计的三坐标测量机所采用的 性平衡、空气平衡系统 3大类。重力平衡系统是砝码 同时他们对高精度和无摩擦轴承与导轨的不断追求，外部供 产生的力矩大小与 向相反从而达到平衡效果，单增加了系统的质量与体积；弹性平衡系统是用弹簧的拉力代替重力来平衡铅直运动部件的 的重力，其缺 点是主要件凸轮的加工与检测等工艺比较复杂。 压流体膜润滑已成为普遍关注的课题。 气买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 体润滑技术的应用领域正在逐步扩 大，使空气静压导轨得到了广泛的应用。 置设计 的意义 本研究项目应用气体润滑技术在项目组前期研究成果的基础上，并参照当前国内外通用规格的坐标测量机及精密加工机械的导轨结构，设计、加工、装调出了一台可以立、卧式放置的精密空气静压导轨组件，形成标准化、系统化结构设计尺寸满足精密机械设备的使用和普通设备精度提高。 因此 把“ 静压气浮导轨组件装置的设计 ”作为本次本科毕业论文的课题，既有较大的学术价值，又 有广阔的应用前景。 设计 的主要 内容 研 发者在整个 装置的结构设计 中需要进行的内容 如下： (1)静压 气浮导轨的设计 (2)机械传动系统 的设计 (3)气动平衡系统的设计 (4)伺服驱动系统的设计 文的组织 结构 本论文的组织 结构 如下： 第一章： 主要 介绍 了 关于 静压气浮导轨 开发背景、开发意义以及开发者的主要工作。 第二章： 本装置 方案确定和设计。 第三章： 气浮导轨的设计及止推轴承的设计。 第四章： 机械传动系统的设计，即滚珠丝杠的计算及选型。 第五章： 气动平衡的设计，即有关无杆气缸的计算、选型及平衡系统中气 缸的实验与分析。 第六 章： 驱动系统设计，即步进电动机的计算与选型。 第七 章： 完成本设备装置 后的 的总结与 心得体会 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 总体方案设计 体方案的概述 设计的空气静压导轨组件系统主要包括气浮导轨组件、传动系统、驱动系统、气动平衡系统等。该组件运用气浮导轨组件把滑架气浮起来，由驱动系统带动传动系统沿着气浮导轨移动。该组件可立、卧式放置，当立式放置时，运用气动平衡对滑架进行随动平衡。 件总体 方案确定 研究方案 、方法如下表 ： 表 1 研究方案组 导轨组件 液体静压导轨 气体静压导轨 干摩擦 传动系统 光杆传动 滚珠丝杠 梯形丝杠 驱动系统 伺服电动机 步进电动机 直线电动机 平衡系统 重力平衡 气动平衡 弹性平衡 方案确定：由表一可知本课题共有 3 3 3 3 81 种方案，故通过比较各方案措施的优缺点来确定实施方案。其中， 方案一、选用液体静压导轨、光杆传动、伺服电动机、重力平衡。 优点： (1)摩擦系数小，低速运动不会产生爬行现象 (2)传 动效率好、运动平稳 (3)伺服电动机快速性好，适应启停频繁的工作要求 (4)重力平衡能达到平衡效果 缺点： (1)结构较复杂，需配置一套供油系统，且容易因漏油而污染环境 (2)光杆传动的定位精度和重复定位精度低、可靠性低 (3)伺服电动机价格昂贵 (4)重力平衡增加了系统的质量与体积，使运动部件的摩擦力与惯性增大，而且装调不方便 方案二、选用气体静压导轨、光杆传动、伺服电动机、气动平衡 优点： (1)空气的粘性低，不易发生爬行，震动小，热稳定性好；与液 体静压导轨相比不污染环境 (2)传动效率好、运动平稳 (3)伺服电动机快速性好，适应启停频繁的工作要求 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 (4)导轨立式放置时无杆气缸能使滑架的质量得到很好的平衡 缺点： (1)气浮导轨使用寿命半永久 优点： (1)空气的粘性低，不易发生爬行，震动小，热稳定性好；与液体静压导轨相比不污染环境 (2)滚珠丝杠传动效率高，运动平稳，工作寿命长，定位精度 和重复定位精度高 (3)步进电机的工作状态不易受各种因素干扰，控制性能好，价格便宜 (4)导轨立式放置时无杆气缸能使滑架的质量得到很好的平衡 缺点： (1)气浮导轨使用寿命半永久 (2)滚珠丝杆加工精度、表面粗糙度要求高 分析上述方案可得，方案三相对其他方案整体结构紧凑，总体性能优良。因此，选择方案三最佳。 其总体结构如图 图 组件总体结构图 (2)光杆传动的定位精度和重复定位精度低、可靠性低 (3)伺服电动机价格昂贵 方案三、选用气体静压导轨、滚珠丝杠、步进电动机、气动平衡 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 3 气浮导轨的设计 导轨是 传动系统的运动基础，也是传动系统的关键部件之一。由于空气的粘性低，不易发生爬行，振动也小，所以本次实验组件采用空气静压导轨进行设计。空气静压导轨是将具有一定压力的空气经过节流器送入导轨间隙，借助其静压使导轨悬浮起来，使导轨面之间形成一层极薄的气膜，且气膜厚度基本保持恒定不变的一种纯摩擦的滑动导轨。 空气静压导轨副是由气浮块和承导面组成的，气浮块在每个承导面上不少于 2个。于是，本次设计采用安装 12个气浮块 (止推轴承 )。 浮块 的设计 与计算 定轴承的轮廓尺寸 静压止推轴承的原理图如图 示，外部的压缩气体通过节流引入气膜间隙中，这样在两止推板之间造成一定的压力分布，静压力将滑架悬浮起来。 图 气膜形成原理图 根据圆平板止推轴承在不同载荷与流量下的外径 2中 0 69，h= 12.7 m ,15供压改变时，承载值乘 以修正系数 (根据相应参数的修正，便可求得满足承载、流量的止推内外经尺寸 : 2 25 定供气孔直径 孔式供气轴承中，由小孔喉部截面起节流作用的供气孔称为小孔节流器。为确保轴承静态稳定，即不出现气锤振动现象 。气室总容积 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 之间应满足下列关系 58 表 2取 则 500 = 600 N 算额定载荷 C a(N) 根据滚珠丝杠的计算载荷 算出其计算额定载荷 Ca，其公式为： Ca= (4式中， 丝杠副平均载荷 r/h 运转寿命 h 计算载荷 其中，丝杠的平均载荷 100 r/；而 滚珠 丝杠运转的工作寿命 一般为 Lh= 15000 h ； 则， Ca= = 5688 N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 珠丝杠的 初选 根据 Ca Ca。综合各种因素，选用启东润泽机床附件有限公司生产的 中，公称直径 32 程 6 双螺母滚珠总圈数为 3 2 = 6 圈，精度等级为 4 级，额定动载荷为 17250 N，满足要求。 动效率的计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率 为 = 式中， 为丝杠螺旋升角，可根据初选型号得出； 为摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩 擦系数 f = 其摩擦角约等于 10 . 根据初选的滚珠丝杠型号知：公称直径 32 基本导程 6 将其代入公式 = h/ ( ，得出丝杠螺旋升角 = 3o 26 。 则，传动效率 = ( + ) = 100% = 度计算 滚珠丝杠副的轴向变形将引起丝杠导程发生变化，从而影响其定位精度和运动平稳性。滚珠丝杠副的轴向变形包括丝杠的拉力变形、丝杠与螺母之间滚道的接触变形、丝杠的扭转变形引起的纵向变形以及螺母座的变形和滚珠丝杠轴承的 轴向接触变形。滚珠丝杠的扭转变形较小，对纵向变形影响更小，可忽略不计。 杠的拉力变形量 1 滚珠丝杠相应计算满载时拉压变形量 1 = 式中， 1 在工作载荷 ( 丝杠的工作载荷 (L 滚珠丝杠在支承间的受力长度 (买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 E 丝杠材料的弹性模量 A 滚珠丝杠按内径确定的截面积 ( 滚珠丝杠加上两端连接杆后，左右支承的中心距离约为 L= 700 刚的弹性模量 E = 10 表 3滚珠丝杠直径 算得丝杠低径 公称直径 W= 则丝杠截面积 A = /4 = 616.8 (4故，丝杠的拉力变形量 1 = 00500 5 = (4珠与螺纹滚道间的接触变形量 2 根据公式 z = (0d/ 3 ,求得单圆滚珠数目 z = 22 ，该型号丝杠为双螺母； 滚珠总圈数为 3 2 = 6 ， 则滚珠总数量 Z= 22 6 = 132 ,滚珠丝杠预紧时，取轴向预紧力 = 167 N. 则由公式 2 = = = 为丝杠加有预紧力，且为轴向负载的 1/3 ，所以实际变形量可减小一半，则取 2 = 21 杠的总变形量 将上述算得的 1 和 2 代入公式 = 1 + 2 ，求得丝杠总变形量 (对于跨度为 700 = 6.5 m 。由表 3， 4 级精度滚珠丝杠任意 300 向行程内径行程的变动量允许 16 m ，而对于跨度为 700 的变形量只有 6.5 m ，可见丝杠刚度足够。 定性验算 滚珠丝杠通常属于受轴向力的细长杆，若轴向工作负载过大，将使丝杠失去稳定而产生纵向屈曲，即失稳。 失稳时的临界载荷 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 22L N) (4式中， E 丝杠材料的弹性模量，对于钢 E = 105 截面惯性矩，对于丝杠圆截面 I = 42d /64 ( L 丝杠最大工作长度 丝杠 支承方式系数 根据滚珠丝杠支承方式系数查表得， 由丝杠低径 求得截面惯性矩 I = 64 = 1080.6 (4滚珠丝杠螺母至轴向固定处的距离 00 2527 0 0 8 = 我们考虑到丝杠自重对水平滚珠丝杠的影响，取 = 4 ，则 = = 4 (4经上述计算可知，丝杠不会失稳。 于是，初选的 滚珠丝杠副各项性能符合设计要求，因此选用 该型号的丝杠副。 动轴承的选择 滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密机械元件。 滚动轴承的失效形式主要有疲劳剥落、过量的永久变形和磨损等。 轴承在正常的条件下使用，内圈、外圈和滚动体上的接触应力都是变化的，工作时间一定后，接触表面可能发生疲劳点蚀，以致造成疲劳剥落。故疲劳剥落是轴承的正常失效形式，它决定了轴 承工作寿命；轴承的寿命一般是指疲劳寿命。 在润滑不良和密封不严的情况下，轴承工作时，接触面容易发生磨损。转速越高，磨损越严重。磨损会使轴承的游隙增加，振动和噪声增大，以及各项技术性能急剧下降，导致轴承失效 。 动轴承的基本寿命 在一定的条件下，一组轴承中 10%的轴承发生疲劳点蚀失效，而 90%的轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 承不发生疲劳点蚀失效前得内外圈相对转数 (106 )或工作时数。 承的计算 根据本设备的要求选用滚动轴承，轴承径向载荷 R = 600 N，轴 向载荷 A = 295 N,轴承的转速 n = 1250 r/预期计算寿命 5000 h，因此初步计算当量载荷 P = R + (4式中， 载荷系数，取 轴承样本查取： X= Y=其载荷为 P = (600 + 295) = 计算基本额定动载荷，其计算式为： C = P(6006 )31 (4= (60 1250 5000/106 )31 = 6808 N 根据轴承样本初选滚动轴承 6001；其 C = 7200 N,则该轴承的寿命为 = 366010 (4= 5838 h 5000 h 于是， 6001 轴承寿命高于 5000 h，故此轴承符合设计要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 5 气动平衡的设计 由于空气静压导轨立式放置时导轨处于铅垂方向，因此对于 Z 轴需要一与运动部件质量相同的反向平衡力，以避免 Z 轴自行坠落，同时使部件沿导轨上下移动时轻便平稳，停止时可靠稳定。 空气平衡系统工作原理如图 示。从图中可以看出，只需要改 变气缸左右气室压力 一，就可以利用它们的差值，使滑架的质量得到很好的平衡。 图 气缸工作原理图 本次研制的精密空气静压导轨组件由于实际空间的限制，应在尽可能小的空间中实现其应有的功能并使工作台在整体上比较紧凑，而且装卸也比较简单。经过调研和查阅，选择 列的机械结合式 无杆气缸，这样就弥补了气动平衡中的许多缺陷。该种不仅能节省空间 ，并且在实现其功能的前提下整体布局美观大方，其密封件、轴承衬套等都具有较低摩擦的特性即摩擦力小，可以减小电动机驱动力，在两侧的压力相差不大的情况下既能被推动，而且不需要润滑，又具有很好的缓冲能力等优点。 缸的输出力 根据本 工作台的工作状况以及经查表取无杆气缸缸径 D = 40 气缸的理论推力为 4p (5式中， D 无杆气缸缸径 (p 气缸的工作压力 (， p = 20.0 则， = 买文档就送 您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 缸实际输出力 气缸未加载时实际能输出的力，受到气缸和活塞杆本身的摩擦力影响， 如活塞和缸筒之间的摩擦、活塞和前缸盖之间的摩擦，用气缸负载率 表示。而气缸的实际负载率由工况决定，若确定了气缸 负载率 ，则可确定气缸的实际输出力缸负载率的选取与气缸的负载性质及气缸的运动速度有关，根据气缸运动状态与负载率表选取 = 则气缸的实际输出力为 = (5由于设计行程是 300 此，最终选择的气缸为机械结合式气缸据本次研制的工作台安装尺寸，通过对该气缸静负载率，以及导轨负载率的校核说明都在产品的允许范围内，故该无杆气缸可以在此工作台上使用。 试 及分析 气缸的种类繁多，各种型号的气缸性能不尽相同，因此要根据实际情况的分析，选择合理的气缸，使气缸的性能满足正常的工作条件，从而获得满意 的效果。对于 采用步进电机驱动的滚珠丝杠来说，减少驱动力提高其传动精度和稳定性是非常重要的。而气缸活塞的摩擦力对驱动力有很大影响，因此对气缸摩擦力的分析非常有必要。通过分析找出摩擦力和驱动力之间的关系，并通过实验来检验分析结论的正确性与合理性。 缸静态分析 当气缸处于静态状态时，活塞所受力包括重力 G(活塞、滑架及重物总重 )，气缸上下腔气体压力差 p S 和气缸的摩擦力 f 。活塞受力示意图 示，此时根据 活塞平衡条件有： p S = G + F (1) a)静止平衡状态 b)临界状态 ，外力向上 c)临界状态，外力向下 图 活塞受力分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 缸动态分析 当破坏平衡使滑架在驱动力的驱动下运动，当负载进行上升或下降时，丝杠副带动负载运动，负载刚开始运动 的临界状态受力示意图。如图 4b 和 4c 所示。 对于图 4b 中受外力向上时的临界状态有： p S + f + G (2) 对于图 4 p S + f = G (3) 式 (2)减去式 (3)得到： 2f (4) 由式 (4)可知，上升起动和下降起动的驱动力之和是不变的，即为一定值，且等于气缸活塞摩擦力 f 的 2倍。 通过以上理论分析，如果摩擦力 f 越小，所需要的上下驱动力也就越小。因此只通过减小气缸的摩擦力才能从根本上减小电动机所需要的驱动力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 6 步进电动机的计算与选型 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需功率，而在选用功率步进电机时，要计算机械系统的负载转矩，电机德尔转矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运动可靠。在实际工作中，各种频率下的负载力矩必须在频特性曲线的范围内 。步进电机结构简单、价格低廉、 容易控制、维修方便；而且随着计算机的发展，其驱动控制出了功率放大电路外都可以由软件实现。因此，步进电机在开环控制领域仍有广泛的使用价值。 算加在步进电动机轴上的总转动惯量 根据滚珠丝杠轴的转动惯量初选步进电机型号，须考虑三个问题： (1)步距角 要满足系统脉冲当量的要求； (2)满足最大静转矩的要求； (3)启动转矩与启动频率、工作运行转矩与运行频率必须满足所选电机型号相应的启动矩特性和工作矩频特性。 滚珠丝杠轴的转动惯量： = 81 (6式中， m 丝杠的质量 (d 丝杠的直径 (根据传动系统中所选的滚珠丝杠的型号可知，丝杠的质量 m = g ，而丝杠的直径 d = 32 则 = = g 工作台折算到丝杠上的转动惯量： = 2 (6式中， 工作台质量 (其质量约为 g 滚珠丝杠的基本导程， 6 ， (2 = g 于是，折算到步进电机的转动惯量为 9 (6根据上述计算，初选步进电动机型号 为 75表中查得该型号电动机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 转子的转动惯量 g 进电机转轴上的等效负载转矩 常分快速空载启动 (工作负载为 0)和承受最大工作负载两种情况。 速空载启动时电机转轴上所承受的负载转矩 载转矩的公式如下： 6由上式可知，快速空载启动时电机转动轴上所承受的负载转矩 速空载启动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩 动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩 珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩 为滚珠丝杠副传动效率很高， 忽略不计，则有 具体计算过程如下： a 快速空载启动时折算到电机转轴上的最大加速转矩 = (6式中， 步进电动机转轴上的总转动惯量 ( 电动机转轴的角加速度 ( 电动机的转速 (r/ 电动机加速所用时间 (s) ，一般在 1 其中， 0 空载最快移动速度 (mm/ 步进电动机步距角， = 脉冲当量， = 冲 则有，电动机的转速 = 125 r/此，快速空载启动时折算到电机转轴上的最大加速转矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 (6= m b 移动部件运动时折算到电机转轴上的摩擦转矩 2(6式中， 导轨的摩擦力，单位 N 滚珠丝杠导程，单位 m 传动效率，一般取 = i 传动比， i = nm/ 125/100 = 于静压气浮导轨摩擦力接近于零，所以上式 算得出的 以忽略不计。 因此，求得快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩为 m 大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩 由上式可知，最大工作负载状态下电动机转轴上所承受的负载转矩 算到电机转轴上的最大工作负载转矩 动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩 珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩 忽略不计。 则有， 其中，折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩 据公式 2= = m (6式中， 进给方向最大工作载荷，单位 N ，取 140 N 由于静压气浮导轨摩擦力接近于零，所以移动部件运动时折算到电动机上的摩擦转矩 0。 因此， m 综上述计算，得到加在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩 m (6买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 进电动机最大静转矩的选定 考虑到步进电动机采用的是开环控制，当电网电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，根据 要考虑安全系数，本次设计中取安全系数 K= 4，则步进电动机的最大静转矩应满足 4 4 m (6对于前面预选的 75号步进电动机，由表 4知，其最大静转矩 m ,可见完全满足要求。 进电动机的性能校核 快工作进给速度时电动机输出转矩校核 由最快工作进给速度350 mm/ = 冲，可计算出电动机对应的运行频率为： 60= 50= 1167 (6从初选的步进电动机的矩频特性曲线图 2知，运行频率11 N m ， 可见 2 m ，则满足要求。 快空载移动时电动机输出转矩校核 由最快空载移动速度150 mm/系统脉冲当量 = 冲，可计算出电动机对应的运行频率 6050= 500 (6根据初选的步进电动机的矩频特性曲线 5 N m ，可见 1 m ，则满足要求。 快空载移动时电动机运行频率校核 根据最快空载移动速度150 mm/应的初选电动机运行频率500 查表 45250 可见没有超出上限。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 动频率的校核 步进电动机的起动频率是随其轴上负载转动惯量的增加而下降的，可以通过下式对起动频率 行估算： = (6式中， 电动机空载起动频率，单位 由表查得 1250 加在步进电动机转轴上的总转动惯量 步进电动机转子转动惯量， 由初选电机得 g 则， = 480 上式可知，步进电机克服惯性负载的起动频率 于空载起动频率而保证了步进电动机起步时不失步。 综