第2个回答 2019-07-25
（1）计算齿轮的减速比
根据所要求脉冲当量，齿轮减速比i计算如下:
i=(φ.S)/(360.Δ)
(1-1)
式中φ
---步进电机的步距角（o/脉冲）
S
---丝杆螺距（mm)
Δ---(mm/脉冲）
（2）计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。
Jt=J1+（1/i2)[(J2+Js）+W/g（S/2π)2]
（1-2）
式中Jt
---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2)
J1、J2
---齿轮惯量(Kg.cm.s2)
Js
----丝杆惯量(Kg.cm.s2)
W---工作台重量（N）
S
---丝杆螺距（cm）
（3）计算电机输出的总力矩M
M=Ma+Mf+Mt
（1-3）
Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2
（1-4）
式中Ma
---电机启动加速力矩（N.m)
Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s2)
n---电机所需达到的转速（r/min）
T---电机升速时间（s）
Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2
（1-5）
Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩（N.m)
u---摩擦系数
η---传递效率
Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2
（1-6）
Mt---切削力折算至电机力矩（N.m)
Pt---最大切削力（N）
（4）负载起动频率估算。
数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系，其估算公式为
fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml）÷(1+Jt/Jm)]
1/2
（1-7）
式中fq---带载起动频率（Hz）
fq0---空载起动频率
Ml---起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩（N.m)
若负载参数无法精确确定,则可按fq=1/2fq0进行估算.
（5）运行的最高频率与升速时间的计算。
由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降，因此在最高频率
时，由矩频特性的输出力矩应能驱动负载，并留有足够的余量。
（6）负载力矩和最大静力矩Mmax。
负载力矩可按式（1-5）和式（1-6）计算，电机在最大进给速度时，由矩频特性决定的电机输出力矩要大于Mf与Mt之和，并留有余量。一般来说，Mf与Mt之和应小于（0.2
～0.4)Mmax.
步进电机和交流伺服电机是运动控制系统中最常用的两种执行电动机。在电机选型过程中，必须首先计算出负载通过机械传动系统对电机轴的折算扭矩（T折），下面就几中常见的机械传动方式介绍折算扭矩（T折）的计算过程。
1、
重物提升
T折=
(m×g×D)
/(2×i)
[N.m]
2、丝杠螺母传动
T折=
1/I((F×t)/(2×π
×η)+Tb)
[N.m]
F=F0+μmg
[N]
3、同步带或齿轮齿条传动
T折=(F×D)/(
2×i
×η)
[N.m]
F=F0+μmg
[