附录1：根据负载条件选用电机
电机轴上有两种负载，一种是转矩负载，另一种是惯量负载。选用电机时，必须准确计算这些负载，以便确保满足如下条件：
§(1). 当机床处于非切削工作状态时，在整个速度范围内负载转矩应小于电机的连续额定
转矩。
如果在暂停或以非常低的速度运行时，由于摩擦系数增大，使得负载转矩增大并超
过电机的额定转矩，电机有可能出现过热。另一方面，在高速运行时，如果受粘滞性影响，而使转矩增大且超过额定转矩，由于不能获得足够的加速转矩，加速时间常数有可能大大增加。
§(2). 最大切削转矩所占时间（负载百分比即“ON”时间）满足所期望的值。
§(3). 以希望的时间常数进行加速。一般来说，负载转矩有助于减速，如果加速不成问题，
以同一时间常数进行减速亦无问题。加速检查按以下步骤进行。
(I)假设电机轴按照NC或位控所确定的ACC/DEC方式进行理想的运动来得到加速速
率。
(II)用加速速率乘以总惯量（电机惯量＋负载惯量）计算出加速转矩。 (III)将负载转矩（摩擦转矩）与加速转矩相加求得电机轴所需转矩。
(IV)需要确认，第(III)项中的转矩应小于电机的转矩（最大连续转矩），同时，小于伺服放大器电流限制回路所限制的转矩。
第(II)项中的加速转矩由下式来计算。
A.对于线性加速情况
Ta?Nm60?2??1ta?Jm?Jl?1?e??Ks?ta?
Nr?NM??1?Ks?ta1?1?e??t?Kas????
式中：Ta: 加速转矩（Kg·Cm）
NM: 快速进给时的电机速度（rpm） ta: 加速时间（sec） Jm: 电机惯量（Kg·Cm·S2）
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Jl: 负载惯量（Kg·Cm·S2）
Nr: 加速转矩减小时的始点(不同于Nm)（rpm） Ks: 伺服位置环增益（Sec-1）
B. 对于指数加减速情况
图中：T0?
K?Ks时，Ke? Ta?1teNm60?2??1tl(Jm?Jl)
, a?KeKs
Nm601?2??a1?a?Ks?Jm?Jl? ??1?a?a1?a Nr?Nm K?Ks时， Ta?Nm?? ?60???2??Kee?JM?Jl?, 式中，e?2.718
Nr?Nm?1?
1???0.632Ne?m
C.指令速度突加情况
Ta?Nm60?2??1ts?Jm?Jl? 式中，ts?1Ks
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§(4). 快进频率：
一般来讲，在正常切削加工中，此项不成问题，但对于特殊加工设备来说（如冲压、
钻床、激光加工、包装机械等），要求频繁快速进给，此时，需要检查是否由于频繁加、减速而使电机过热。在这种情况下，应计算每个循环电机转矩的均方根（RMS）值，以保证此值小于电机的额定转矩。
TRMS??Ta?Tf?2t1?Tft2?Ta?Tft02??2t1?T0t32
式中：Ta: 加速转矩 Tf: 摩擦转矩 To: 停止时的转矩
§(5). 当负载条件在一个循环周期内变化不定时，TRMS按下式计算，并确认此值在电机的
额定转矩范围内。
TRMS?T1t1?T2t2?T3t3???Tntnt02222
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式中：to=t1+t2+t3+…+tn
§(6). 负载惯量限制
负载惯量的大小对于伺服系统的动态性能及快进加/减速时间有很大影响。对
于大的负载惯量，当指令速度改变时，电机需要更长的时间达到指令速度，当多轴联动进行圆弧插补切削时，跟踪误差就大于较小惯量时的情况从而影响加工精度。
通常，当负载惯量小于电机转子惯量时，上述问题不会出现。如果大于转子惯
量3倍，动态影响就会变差，用于加工普通金属的机械，还不存在任何实际问题。不过，在诸如以高速加工各种形状复杂的木材的木工机械等特殊场合，最好使负载惯量小于转子惯量。
当负载惯量大于转子惯量3倍时，就会牺牲响应时间。如果大大超过3倍，恐怕超出
伺服放大器的参数调整范围，因此，应避免这种使用。由于机械设计限制，而无法小于3倍转子惯量时。
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附录2: 负载转矩计算
施加于电机轴上的负载转矩通常用以下简单公式计算。 TL?F?l2???Tc
式中：TL: 电机轴上的负载转矩（Kg?cm）
F : 需要使滑台（工作台或刀架）以轴向运动的力（Kg） η: 传动系统的效率。
l: 电机轴每转机械移动量
Tc: 不包含在“η”内的滚珠丝杠副，轴承等部件折算到电机轴上的摩擦转矩。 F取决于工作台重量，摩擦系数，水平或垂直方向的切削推力，垂直轴场合是否配重平衡等因素。在水平方面使用场合，F值大小下图所给举例计算如下： 非切削时间：F???W?fg?
切削时间： F?Fc???W?fg?FCf? 式中： W：滑台重量（工作台及工件）（Kg）
?
μ: 摩擦系数
fg: 拉紧销拉紧力
Fc: 由切削力产生的反向推力（Kg）
Fcf: 工作台相对导轨表面由切削运动而产生的力（Kg）
计算转矩时，务必注意如下几点：
（1）必须充分考虑由于拉紧销的夹紧产生的摩擦转矩。一般来说，由滑动体的重量和摩擦
系数计算出的转矩值很小。请务必注意由于拉紧销的夹紧力及滑台表面的精度而产生的转矩。
（2）有两种情况不可忽略，一种是由于滚珠和滚珠螺母的预紧力引起的滚动接触部件的摩
擦转矩，另一种是丝杠的预紧力产生的摩擦转矩。特别对于小型机械来讲，此转矩对整个转矩有很大影响，因此，必须加以考虑。
（3）必须考虑由于切削反作用力引起的滑动表面摩擦力的增大因素。一般来说，切削反作
用力的吸收点与驱动力的吸收点不在同一位置，滑动体表面的负载就会由于吸收大的
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电机选型计算公式
