CA6140车床主轴箱的数控化改造(13)

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。

5.2纵向进给步进电机计算

5.2.1等效传动惯量计算

横向传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量J可由下式计算

JΣ=J2

m+J1+（Z1/Z2）{(J2+J3)+Z3/Zф〔(Jφ+Jξ)+G/g(L0/2π)2〕}

式中各符号意义同前，其中

J­34

1=0.78×10×d1·L1=0.78×10­3×4.82×2=0.83kg cm2

J4

2=0.78×10­3×d2·L­3

2=0.78×10×84×2=6.4 kg cm2

J­3×d4­342

3=0.78×102·L3=0.78×10×4×2=0.4 kg cm

J3

4=0.78×10­×d4

2·L4=0.78×10­3×54×2=0.98 kg cm2

J×10­3×24×45=0.56kg cm2

s=0.78

G=600n

Jm=4.7 （初选反应式步进电机为110BF）

代入上式为：

J=J2)+Z2

Σm+J1+（Z1/Z2）{(J2+J33/Zф〔(Jφ+Jξ)+G/g(L0/2π)〕}

=4.7+0.83+(24/10)2{(6.4+0.4)+(20/25)2[(0.98+0.56)+600/10(0.5/2

π)2]}

=8.42kg·cm2

考虑到步进电机与传动系统惯量的匹配问题

Jm/JΣ=4.7/8.42=0. 558

基本满足惯量匹配要求

5.2.2电机力矩计算

A.快速空载起动力矩M

M起=Mamax+Mf+Ma

Mamax=JΣ·ε= J­2

Σnnax×10/(60×ta/2π)

= JΣ×2π·nmax×10­2/(60×ta)

式中： nmax=νmax·θb/δp·360

=1200×0.75/(0.005×360)=500r/min

ta=30ms

Mamax=JΣ×2π·nmax×10­2/(60×ta)

=8.42×2π×500×10­2/(60×0.03)=147N·cm

折算到电机轴上的摩擦力矩Mf

Mf=FOL0/2πηi=f¹(Pz+G)×L0/(2πηZ2/Z1)

=0.2×(2680+600)×0.5×0.48/(2π×0.8)

=31.3N·cm

附加摩擦力矩M0

MO=FPOL2

0(1-η0)/2πηi=1/3×Fˊ

t×L0(1-η2

0)/(2πηZ2/Z1)

=1/3×2023×0.5×0.48×(1-0.92)/( 2π×0.8)

=6.1N·cm

上述三项合计：

M起=Mamax+Mf+Ma=147+31.3+6.1=184.4N·cm

B．快速移动时所需力矩M快。