微動裝置的設計要求及常用的微動裝置介紹

Ⅰ 齒輪 杠桿 微動裝置 怎麼設計 確定齒輪參數

選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大於負載所需的功率。而在選用功率步進電機時，首先要計算機械系統的負載轉矩，電機的矩頻特性能滿足機械負載並有一定的餘量保證其運行可*。在實際工作過程中，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機，負載力矩大。

選擇步進電機時，應使步距角和機械繫統匹配，這樣可以得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導程，二是可以通過步進電機的細分驅動來完成。但細分只能改變其解析度，不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。

選擇功率步進電機時，應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動頻率，使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的餘量，使之最高速連續工作頻率能滿足機床快速移動的需要。

選擇步進電機需要進行以下計算：

（1）計算齒輪的減速比

根據所要求脈沖當量，齒輪減速比i計算如下:

i=(φ.S)/(360.Δ)(1-1)式中φ---步進電機的步距角（o/脈沖）

S---絲桿螺距（mm)

Δ---(mm/脈沖）

（2）計算工作台，絲桿以及齒輪折算至電機軸上的慣量Jt。

Jt=J1+（1/i2)[(J2+Js）+W/g（S/2π)2]（1-2）

式中Jt---折算至電機軸上的慣量(Kg.cm.s2)

J1、J2---齒輪慣量(Kg.cm.s2)

Js----絲桿慣量(Kg.cm.s2)W---工作台重量（N）

S---絲桿螺距（cm）

（3）計算電機輸出的總力矩M

M=Ma+Mf+Mt（1-3）

Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2（1-4）

式中Ma---電機啟動加速力矩（N.m)

Jm、Jt---電機自身慣量與負載慣量(Kg.cm.s2)

n---電機所需達到的轉速（r/min）

T---電機升速時間（s）

Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-5）

Mf---導軌摩擦折算至電機的轉矩（N.m)

u---摩擦系數

η---傳遞效率

Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-6）

Mt---切削力折算至電機力矩（N.m)

Pt---最大切削力（N）

（4）負載起動頻率估算。數控系統控制電機的啟動頻率與負載轉矩和慣量有很大關系，其估算公式為

fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml）÷(1+Jt/Jm)]1/2（1-7）

式中fq---帶載起動頻率（Hz）

fq0---空載起動頻率

Ml---起動頻率下由矩頻特性決定的電機輸出力矩（N.m)

若負載參數無法精確確定,則可按fq=1/2fq0進行估算.

（5）運行的最高頻率與升速時間的計算。由於電機的輸出力矩隨著頻率的升高而下降，因此在最高頻率時，由矩頻特性的輸出力矩應能驅動負載，並留有足夠的餘量。

（6）負載力矩和最大靜力矩Mmax。負載力矩可按式（1-5）和式（1-6）計算，電機在最大進給速度時，由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大於Mf與Mt之和，並留有餘量。一般來說，Mf與Mt之和應小於（0.2～0.4)Mmax.

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