用微机数控技术改造最大加工直径为400毫米普通车床的进给系统

准考证号： 本 科 生 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 用微机数控技术 改造 最大加工直径为 400 毫米普通车床的进给系统 学 院： 江 西 科 技 学 院 专 业： 机 电 一 体 化 班 级： 学生姓名： 指导老师： 何 晖 晖 完成日期： 2015 江西科技学院本科毕业（设计） I 本科论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 本科论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 江西科技学院 可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 江西科技学院本科毕业（设计） 针对现有常规 遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了 械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以 8031 为 控制系统对信号进行处理，由 I/O 接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动， 从而实现纵向、横向的进给运动。 结合我国实际国情，经济型数控车床是我国从普通车床向数控车床发展的及其重要的台阶。利用现有的普通车床，对其进行数控化改造是一条低成本，高效益的途径。数控车床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。我国作为机床大国，数控机床的占有率还不足百分之三，但是在欧美等发达国家数控机床的占有率达到了百分之三十六以上，单从数字上来看我过和欧美等发达国家还有相 当大的距离。其主要原因为数控车床价格较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不足。对普通机床数控化改造不失为一种较好的良策。在金属加工行业中车床在所有加工设备中占有最大比重，例如最常见的轴类零件，就是由车床加工而成本论文针对目前国内企业现状，以 通车床为例提出简易型经济数控改造思路和设计方法。 关键词： 数控机床， 单片机数控系统，改装设计， 伺服电机 传动系统 控制系统 电气控制线路 经济实惠 数控改造， 江西科技学院本科毕业（设计） of o of a of is to s to of of We 031 as to 。 by to s NC is to C of NC is as a an to of to of a in to 6% of NC is a NC a to of be a in of is of to C 江西科技学院本科毕业（设计） 绪 论 . 1 . 1 . 2 . 2 . 3 . 3 第 1 章 床微机数控系统总体设计方案 的拟定 . 4 总体方案确定 . 5 统的运动方式与伺服系统的选择 . 5 算机系统 . 5 械传动方式 . 5 设计 控工作台及其控制系统 . 5 第 2 章 床进给伺服系统机械部分 设计计算 . 6 统脉冲当量的选择 . 7 的计算削力 . 7 车外圆 . 7 切端面 . 8 第 3 章 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 . 8 向进给丝杠 . 9 ) . 9 算最大动负载 Q . 9 珠丝杠螺母副的选型 . 10 动效率计算 . 10 度验算 . 11 向进给丝杠 . 12 . 12 江西科技学院本科毕业（设计） Q . 13 . 12 . 12 . 12 第 4 章 齿轮传动比计算 . 16 向进给齿轮箱传动比计算 . 16 向进给齿轮箱传动比计算 . 16 第 5 章 步进电机的计算和选型 . 17 向步进电机的计算和选型 . 17 效转动惯量计算 . 17 机力矩计算 . 18 算步进电动机空载启动频率及切削时工作频率 . 20 向步进电机 . 21 . 21 . 22 算步进电动机空载启动频率及切削时工作频率 . 23 第 6 章 微机数控系统硬件电路设计 . 24 单片机数控系统硬件电路设计内容 . 24 制系统电器控制的结构框图 . 24 择中央处理器的类型 . 24 储器扩展电路设计 . 25 51 系列单片机的选用 . 23 8031 单片机的基本特性 . 24 8031 芯片引脚及其功能 . 26 8031 芯片内部的存储器结构及地址分配 . 28 存储器扩展电路设计 . 29 序存储器的扩展 . 29 数据存储器的扩展 . 32 译码电路设计 . 32 I/. 33 江西科技学院本科毕业（设计） 255 可编程接口芯片 . 31 盘显示接口电路 . 31 第 7 章 数控车床的加工程序 . 32 第 8 章 心得与体会 . 37 总 结 . 38 参考文献 ： . 39 致 谢 . 38 1绪 论 随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型，普通机床已不能适应这些要求，数控机床应运而生。这种新型机床具有适应性强 、 加工精度高 、 加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合应用了电子计算机 、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型 机械结构等多方面的技术成果，是今后机床控制的发展方向。 1、 数控机床的产生 数控机床最早是从美国开始研制的。 1948 年，美国帕森斯公司在研制加工直升机桨叶轮廓用检查样板的加工机床任务时，提出了研制数控机床的初始设想。 1949 年，帕森斯公司与麻省理工学院伺服机构实验室合作，开始从事数控机床的研制工作。并于 1952 年试制成功世界上第一台数控机床实验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床。经过三年改进和自动编程研究，于 1955 年进入实用阶段。一直到 20 世纪 50 年代末，由于价格和技术原因， 品种多为连续控制系统。到了 60 年代，由于晶体管的应用，数控系统提高了可靠性且价格开始下降，一些民用工业开始发展数控机床，其中多数是钻床、冲床等点位控制的机床。数控技术不仅在机床上得到实际应用，而且逐步推广到焊接机、火焰切割机等，使数控技术不断的扩展应用范围。 2、 数控机床的发展 自 1952 年，美国研制成功第一台数控机床以来，随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量等相关技术的发展，数控机床也在迅速地发展和不断地更新换代，先后经历了五个发展阶段。 第一代数控： 1952控装置。 第二代数控：从 1959年开始采用晶体管电路的 第三代数控：从 1965年开始采用小、中规模集成电路的 第四代数控：从 1970 年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统。 第五代数控：从 1974年开始采用微型电子计算机控制的系统。 目前，第五代微机数控系统基本上取代了以往的普通数控系统，形成了现代数控系统。它采用微型处理器及大规模或超大规模集成电路，具有很强的程序存储能力和控制功能。这些控制功能是由一系列控制程序来实现的。这些数控系统的通用性很强，几乎只需改变软件，就 可以适应不同类型机床的控制要求，具有江西科技学院本科毕业（设计） 2 很大的柔性。随着集成电路规模的日益扩大，光缆通信技术应用于数控装置中，使其体积日益缩小，价格逐年下降，可靠性显著提高，功能也更加完善。 近年来，微电子和计算机技术的日益成熟，它的成果正在不断渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机直接数控系统，柔性制造系统和计算机集成制造系统。所有这些高级的自动化生产系统均是以数控机床为基础，它们代表着数控机床今后的发展趋势。 3、 我国数控机床的发展概况 我国从 1958 年由北京机床研究所和清华大学等首先研制数控机床，并试制成功第一台 电子管数控机床。从 1965年开始，研制晶体管数控系统，直到 60年代末和 70年代初，研制的劈锥数控铣床、非圆锥插齿机等获得成功。与此同时，还开展了数控加工平面零件自动编程的研究。 1972如：清华大学研制成功集成电路数控系统；数控技术在车、铣、镗、磨、齿轮加工、电加工等领域开始研究与应用；数控加工中心机床研制成功；数控升降台铣床和数控齿轮加工机床开始小批生产供应市场。从 80 年代初开始，随着我国开放政策的实施，先后从日本、美国、德国等国家引进先进的数控技术。上海机床研究所 引进美国 司的 控系统等。在引进、消化、吸收国外先进技术基础上，北京机床研究所又开发出 空航天部 706 所研制出 控系统等。进而推动了我国数控技术的发展，使我国数控机床在品种上、性能上以及水平上均有了新的飞跃。我国的数控机床已跨入一个新的发展阶段。 4、数控机床的发展趋势 从数控机床技术水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自动化是数控机床的重要发展趋势。对单台主机不仅要求提高其柔性和自动化程度，还要求具有进入更高层次的柔性制造系统 和计算机集成制造系统的适应能力。 在数控系统方面，目前世界上几个著名的数控装置生产厂家，诸如日本的国的 美国的 司，产品都向系列化、模块化、高性能和成套性方向发展。它们的数控系统都采用了 16位和 32位微机处理机、标准总线及软件模块和硬件模块结构，内存容量扩大到 1床分辨率可达 速进给可达 100m/制轴数可达 16个，并采用先进的电装工艺。 在驱动系统方面，交流驱动系统发展迅速。交流传动已由模拟式向数字式方向发展，以运算放大器等模拟器件为主的控制 器正在被以微处理器为主的数字集成元件所取代，从而克服了零点漂移、温度漂移等弱点。 江西科技学院本科毕业（设计） 3 5、数控机床改造的意义 数控机床改造在国外已发展成一个新兴的工业部门，早在 60 年代已经开始迅速发展，其发展的原因是多方面的，主要有技术、经济、市场和生产上的原因。我国是拥有 300多万台机床的国家。而这些机床又大多是多年累积生产的通用机床，不论资金和我国机床制造厂的能力都是办不到的。因此，尽快将我国现有一部分普通机床实现自动化和精密化改装，是我国现有设备技术改造迫切要求解决的课题。用数控技术改造机床，正是适应了这一要求。它是建立 在微电子现代技术与传统技术相结合的基础上。在机床改造中引入微机的应用，不但技术上具有先进性，同时，在应用上比其它传统的自动化改装方案，有较大的通用性与可调性。而且所投入的改造费用低，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的 1/3至 1/5，用户承担的起。从若干单位成功应用的实例可以证明，投入使用后，确实成倍地提高了生产效率，减少了废品率，取得了显著的技术经济效益。因此，我国提出从大力推广经济型数控这一中间技术的基础上，再逐步推广全功能数控这条道路，适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术 改造主要方向之一。同时，它还可以作为全功能数控机床应用的准备阶段，为今后使用全功能数控机床，培养人才，积累维护、使用经验，而且也是实现我国传统的机械制造技术朝机电一体化的方向过渡的主要内容之一。 江西科技学院本科毕业（设计） 4 第 1 章 床 微机数控系统总体设计方案 的拟定 数控技术是先进制造技术的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。数控装备的整体水平标志着一个国家工业现代化水平和综合国力的强弱。机床数控系统总体方案的拟定应包括以下内容：系统运动方式的确定，伺服系统的选择、执行机构的结构 及传动方式的确定，计算机系统的选择等内容。 一般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进行综合分析、比较和论证，最后确定一个可行的总体方案。 1 总体方案确定 系统的运动方式与伺服系统的选择 由于改造后的经济型数控铣床应具有定位、直线插补、顺、逆圆插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，由于在铣削加工中，要求工作台或刀具沿各坐标轴运动有确定的函数关系，即刀具以给定的速率相对于工件沿加工路径运动，所以不能选用点位系统，因为点位控制系统要求工件相对于刀具移动过程中不进行切削。因此，应选用 连续控制系统。 工精度要求不高，为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环控制系统，因闭环控制系统适用于精度要求较高的机床设计，且闭环控制系统的造价昂贵。 计算机系统 根据机床要求，采用 8 位微机。由于 列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、具有很高的性能价格比等特点，因此采用 031单片机扩展系统。 控制系统由微机部分、键盘及显示器、 I/进电机功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制 命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。 机械传动方式 为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机齿轮减速再传动丝杠，为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副以及滚动导轨。江西科技学院本科毕业（设计） 5 同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负载的滚动导轨和滚珠丝杠副机构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的消隙齿轮结构。 2 设计 控工作台及其控制系统 计任务及参数在任务书中已经给出。系统总体方案见图 1据设计任务的要求，采用连续控制系统和步进电机开环控制系统。 这样可使控制系统结构简单、成本低廉，调试和维修都比较容易。为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，尽量采用低摩擦的传动和导向元件。此工作台采用滚珠丝杠螺母副和滚动导轨。为尽量消除传动间隙，可设法调整传动齿轮的中心距以消除齿侧间隙。计算机系统仍采用高性能价格比的 图 经济型数控车床总体方案框图 江西科技学院本科毕业（设计） 6 第 2 章 床进给伺服系统机械部分 设计计算 一台 造成微机数控车床，采用 进电机开环控制，具有直线和圆弧插补功能，具有升降速控制功能。其主要设计参数如下： 最大加工直径 ( 在床身上 400 在床鞍上 210 加工最大长度 ( 750板及刀架重量（ N）： 纵向 1000 横向 500 刀架快速速度（ m/: 纵向 2 横向 1 最大进给速度（ m/: 纵向 向 小分辨率 （ 主电机功率（ 4 起动加速时间（ 30 定位精度（ : 服系统机械部分设计计算内容包括：确定系统的负载、确定系统脉冲当量，运动部件惯量计算，空载起动及切削力计算，确定伺服电机，传动及导向元件的设计、计算及选 用，绘制机械部分装配图及零件工作图。现分述如下： 统脉冲当量的选择 一个进给脉冲，使机床运动部件产生位移量，也称为机床的最小设定单位。脉冲当量是衡量数控机床加工精度的一个基本技术参数。经济型数控车床铣床常采用的脉冲当量是 冲。 根据机床精度要求确定脉冲当量，纵向： 冲，横向： 冲。 切的计算削力 在设计机床进给伺服系统时，计算传动和导向元件，选用伺服电机等都需要用到切削力，下面介绍数控车床中的切削力的计算。 江西科技学院本科毕业（设计） 7 纵车外圆 主切削力 (N)按经验公式估算 : 5360(N) 按切削力各分力比例： : 5360 340(N) 5360 144(N) 横切端面 主切削力 )( 取纵切的 1/2. 268021 F(N) 此时走刀抗力为 N),吃刀抗力为 )( 仍按上述比例粗略计算 : 1:2680 70(N) 2680 072(N) 江西科技学院本科毕业（设计） 8 第 3 章 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 滚珠丝杠 螺母副的设计首先要选择结构类型：确定滚珠循环方式，滚珠丝杠副的预紧方式。结构类型确定之后，再计算和确定其他技术参数，包括：公称直径 杠外径 d）、导程 珠的工作圈数 j、列数 K、精度等级等。 滚珠循环方式可分为外循环和内循环两大类，外循环又分为螺旋槽式和插管式。如参考书 1中的图 4示。我们在此选用螺旋槽式外循环：在螺母外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔，同螺母的螺纹滚道相切，形成滚珠返回通道。为防止滚珠脱落，螺旋槽用钢套盖住。在通孔口设有挡珠器，引导滚珠进入通孔。挡珠器用圆钢弯成弧形杆，并焊 上螺栓，用螺帽固定在螺母上。它的优点是：工艺简单，螺母外径尺寸较小。缺点是：螺旋槽同通孔不易连接准确，挡珠器钢性差、耐磨性差。 滚珠丝杠副的预紧方法有：双螺母垫片式预紧、双螺母螺纹式预紧、双螺母齿差式预紧、单螺母变导程预紧以及过盈滚珠预紧等。 本设计采用双螺母螺纹式预紧结构，它通过调整端部的圆螺母，使螺母产生轴向位移。其特点是结构较紧凑，工作可靠，滚道磨损时可随时调整，预紧量不很准确，应用较普遍。 纵向进给丝杠 ) 作用在 滚珠丝杠上的进给率引力主要包括切削时的走刀抗力以及移动部件的重量和切削分力作用在导轨上的摩擦力。因而其数值大小和导轨的型式有关。 按纵向进给为综合型导轨 )= K f ( G) 由前所知： 1340 N 5360 N G =1000 N K =f =： )= K f ( G) =1340+(5360+1000) 江西科技学院本科毕业（设计） 9 = 式中 K 考虑颠复力矩影响的实验系数 ,综合导轨取 K=f 选 f = G G =1000 N. 算最大动负载 Q 利用滚珠丝杠副的直径 须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万转（ 106转）后在它的滚道上不产生点蚀现象。这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载 Q，可以用下式计算： Q=61060 01000s 式中 0初选0L=6 ; 取最高进给速度的 (1/2 1/3),此处.6 mm/ 按 15000h; 一般运转取选 L 106 转为 1个 单位。 将数据分别带入上式得： 01000s = 6 =50r/ =61060 =610150005060 =45 Q= 3 3 4 5 1 . 2 2 5 5 8 . 6 1 0 9 2 0 . 8f F N 珠丝杠螺母副的选型 查阅附录 A 表 3,可采用 3006循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副 ,1列 其额定动负载为 14200 N,精确等级按表 2 级。 动效率计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率为： 江西科技学院本科毕业（设计） 10 =)( tg 螺旋升角 , 3005 =3 39 0滚动摩擦系数 各数据带入上式得： =)( tg 3 3 9 0 . 9 7( 3 3 9 1 0 )度验算 滚珠丝杠副的轴向变形会影响进给系统的定位精度及运动的平稳性因此应考虑以下引起轴向变形的因素：丝杠的拉伸或压缩变形量；滚珠与螺纹滚道间的接触变形；支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形；滚珠丝杠的扭转变形引起导程的变化量；和螺母座及轴承支座的变形。最后一种常为滚珠丝杠副系统刚度的薄弱环节，但变形量计算较为困难，一般根据其精度要求，在结构上尽量增强其刚度而不 作计算。 因此滚珠丝杠副刚度的验算，主要是前三种变形量，他们的和应不大于机床精度要求允许变形量的一半，否则，应考虑选用较大直径的滚珠丝杠副。 先画出纵向进给滚珠丝杠支承方式草图如图 大牵引力为 =1500 ，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负载荷的 31 。 J 1Z 2 J 2L 1L 2图 纵向进给滚珠丝杆支承方式草图 （ 1） 丝杠的拉伸或压缩 变形量 1 根据 0d =300L =61d =E=104N/西科技学院本科毕业（设计） 11 式中 L 是在工作载 N 工作负载，即进给牵引力；0 E 材料弹性摸数，对钢 42 0 0E ； F 滚珠丝杠截面积（按内径确定）； “ +”用于拉深，“ ”用于压缩； 丝杠有效截面 A= 221 2 5 . 9 8 4( ) ( ) 5 3 0 . 322d 丝杠导程的变化量 30 42 5 5 8 . 6 6 0 . 1 4 1 02 0 . 6 1 0 5 3 0 . 3m 滚珠丝杠总长度上的拉深或压缩变形量 33101 1 0 . 1 4 1 0 1 5 0 0 8 . 7 5 1 04 4 6L L m （ 2）滚珠与螺纹滚道间的接触变形 由 3 9qd 数量 0 302 . 5 2 . 5 5 9 . 3 63 . 9 6 9 (个 ) 由于对滚珠丝杠副施加预紧力，且预紧力 ，则变形333 232 )定位误差 331238 . 7 5 1 0 3 . 1 4 1 0 0 . 0 1 3 2 0 . 0 2 50 . 9 0 . 9 p （ 4）稳定性校核 滚珠丝杠两端面推理轴承不会产生失稳现象故不需作稳定性校核 向进给丝杠 横向导轨为燕尾形 ,计算如下 : 由前所知： 072 N， 70 N， 680 N， G = 500 N， f =江西科技学院本科毕业（设计） 12 式中： k 为双燕尾形导轨的系数 f 导轨的摩擦系数 f =： = f ( 2 G ) =670+(2680+2 1072+500) = 负载 Q 3 f F 1000= 1 0 0 0 0 . 3 0 . 5 3 0 / m i n5 r 660 10 =610150003060 =27 Q =3327 从表中查出 , 2005 1列 额定动载荷为 8800 N,可满足要求，选定精度为 3级 . =)( tg 4 3 0( 4 3 0 1 0 )刚度验算 横向进给丝杠支承方式如图 大牵引力为 2425 N，支承间距 L =450，因丝杠长度较短，不需预紧，螺母及轴承预紧。 江西科技学院本科毕业（设计） 13 图 横向进给丝杆支承方式图 （ 1）丝杠的拉伸或压缩变形量 1查图 据 =2003 N, 0d=2010 2 2 2 0 0 . 0 9 3 . 2 0 2 1 6 . 7 8 8d d e R m m 2 2111( ) ( 1 6 . 7 8 8 ) 3 . 1 4 2 2 1 . 3 522A d m m 422 0 . 6 1 0 /E N m m 可算出 1= 3 402 0 0 . 2 8 4 5 0 1 . 9 7 6 1 02 0 . 6 1 0 2 2 1 . 3 5 L m A V (2) 滚珠与螺纹滚道间接触变形量 213xm 202 . 5 2 . 5 4 9 . 4 5 (3 . 1 7 5 个 ） 2 2 3332 1 1 6 6 . 7 60 . 0 0 3 8 ( ) 0 . 0 0 3 8 ( ) 3 . 1 5 8 1 03 . 1 7 5 4 9 . 4 5 式中： 轴向工作负载 0d 滚珠直径 江西科技学院本科毕业（设计） 14 (3) 定位误差 331201 . 9 7 6 1 0 3 . 1 5 8 1 0= 0 . 0 0 5 7 0 . 0 2 50 . 9 0 . 9 p 此滚珠丝杠不会产生失稳。 纵向及横向滚珠丝杠 副几何 参数如下表 表 向及横向滚珠丝杠副几何 参数 名称 符号 1 纹 滚 道 公 称 直 径 0d 30 20 导 程 0l 6 5 接 触 角 |339 433 钢 球 直 径 道法面半径 R 心 距 e ( / 2 ) s i d 纹 升 角 r 00/r a r c d |339 433 螺 杆 螺 杆 外 径 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) bd d d : 29 杆 内 径 1d 1022d d e R 杆接触直径 1 c o d d 母 螺母螺纹直径 D 0 22D d e R 母 内 径 1D 10 ( 0 . 2 0 . 5 2 ) bD d d : 30 西科技学院本科毕业（设计） 15 第 4 章 齿轮传动比计算 纵向进给齿 轮箱传动比计算 已确定纵向进给脉冲当量 P =珠丝杠导程0L=6 ，初选步进电机步距角 可计算出传动比 i i =0360Lb p =选定齿轮齿数为 : i =21向进给齿轮箱传动比计算 已确定横向进给脉冲当量 P =滚珠丝杠导程0L=5 ,初选步进电机步距角 计算传动比 i : i =0360Lb p =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 ,故此处可采用两级齿轮降速 : i=21354=402425201Z =32、 2Z =40、3Z=20、 4Z =25 因进给运动齿轮受力不大，模数 m 取 2。有关参数如下 表 齿轮参数 齿数 32 40 24 40 20 25 分度圆 64 80 48 80 40 50 齿顶圆 a 2 68 84 52 84 44 54 齿根圆 2 1 fd d m 59 75 43 75 35 45 齿宽 （ 610） m 20 20 20 20 20 20 中心距 2/)( 21 72 64 45 江西科技学院本科毕业（设计） 16 第 5 章 步进电机的计算和选型 纵向步进电机的计算和选型 等效转动惯量计算 计算简图见前面，传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量 2()J kg 为： 2201122( ) ( ) ( ) 2Z J J 式中 为步进电机转子转动惯量 2()kg ； 12 为齿轮12转动惯量 2()kg ； 为滚