全套设计（图纸）加扣扣 194535455
丝杠导程S?20mm，公称直径为50mm。
i?nmax?snma?x0.020?r/min? ??5，取nmax?2500vmax10工作台重量M=1000 Kg。
1 JM?J电机??J减速器?2i2??S?? (3.6) ?Js?J1?J2?M???2???????其中丝杠的转动惯量：
Js?0.77D4L?10?12?0.77?504?1245?10?12?0.0060?Kg.m2?
电机轴同步带轮的转动惯量：
J1?m22R?r??27800?3.14?0.055?0.0192?0.05627800?3.14??0.0552?0.0092??0.01227800?3.14??0.0392?0.0192??0.0182 ??2???0.0552?0.0192???0.0552?0.0092? ??0.0392?0.0192?
?+?0.0062?0.0013?0.0005?0.008?kg.m2?丝杠同步带轮的转动惯量：
J2?m22?R?r?27800?3.14?0.055?0.01752?0.04727800?3.14??0.0552?0.0072??0.0122 ??2???0.0552?0.01752????0.0552?0.0072?
?0.0052?0.0013?0.0065?kg.m2?则：
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2??S???Js?J1?J2?M???2???????2?20?10?3??1? ?0.00923?0.002573?2?0.0060?0.008?0.0065?1000????
5??2π????1JM?J电机?J减速器?2i =0.01369?Kg.m2?惯量匹配
J电机J?0.00799/0.01369?0.58，符合要求。
?J电机J?0.00923/0.01369?0.67
?（c）电机力矩的计算
① 快速空载起动时所需力矩M起:
M起?Mmax?M?f?M0 式中，
M起— 快速空载起动力矩，?N.m?；
Mmax—空载起动时折算到电机轴上的加速力矩，?N.m?；
Mf—折算到电机轴上的摩擦力矩，?N.m?；
M0— 由于丝杠预紧折算到电机轴上的附加摩擦力矩，?N.m?；
MJ?nmax?9.6T?0.01369?2500?21.399.6?1?N.m?
6上式中 T—时间常数 摩擦力矩Mf?N.m?：
MF0S0.0f?2??i??510?00?9.82???0.?85?0.0.032?90Nm.?F0—导轨摩擦力（N）
，空载快速起动时； ?—传动链总效率，一般可取?＝0.7?0.85。
附加摩擦力矩M0?N.m?:
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(3.7)
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Famax?S21??0?10?3??2??i1?3090?20 ?3??1?0.92??10?3
2?3.14?0.8?5?0.159?N.m?M0?Famax—滚珠丝杠预加载荷，一般取1F，F为进给牵引力?N?。
m3mS—滚珠丝杠导程?mm?；
?0—滚珠丝杠未预紧时的传动效率，一般取?0?0.9 空载快速启动所需力矩M起：
M起?Mmax?M?f?M0?21.39?0.39?0.159?21.94?N.m?21.94Nm小于电机输出最大静转矩27Nm，电机满足使用要求。 ② 最大切削负载时所需力矩M切:
M切?Mf?M0?Mt （3.8）
Mt—折算到电机轴上的切削负载力矩，?N.m?：
Mt?FtS5000?0.02??3.98?N.m? 2??i2?3.14?0.8?5式中：Ft—进给方向最大切削力?N?； 最大切削负载时摩擦力矩Mf，?N.m?：
F0S0.05??4000?4000?1000?9.8??0.02Mf???0.708?N.m?
2??i2???0.8?5附加摩擦力矩M0:
Famax?S21??0?10?3??2??i1?3090?20 ?3??1?0.92??10?3
2?3.14?0.8?5?0.159?N.m?M0?最大切削负载所需力矩M切：
M切?Mf?M0?Mt?0.708?0.159?3.98?4.85(N.m)
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（d）加速运行加速度
① 计算折算到电机轴的等效转矩
Te?3T ?15.5?3?46.5(Nm)
② 计算工作台空载加速度 电机轴角加速度：
a?Te1Ph46.510.02??????2.26(m/s2)?0.23g Jei2?0.0131152?2、更换电动机和减速器
（a）电机和减速器参数
电机西门子1FK7100-5AF7：额定转速3000r/min，最大输出静力矩18?N.m?，额定转矩12?N.m?，自身惯量0.00553Kg.m2。
减速器：LP155-M01，转动惯量0.002573Kg?m2，i?5。 （b）转动惯量的计算
丝杠导程S?20mm，公称直径为50mm。
i?nmax?snmax?0.02?r/min?， ??5，取nmax?2500vmax10????工作台重量W=1000 Kg。
1JM?J电机??J减速器?2i2??S?? ?Js?J1?J2?M???2???????其中丝杠的转动惯量：
Js?0.77D4L?10?12?0.77?504?1245?10?12?0.0060?Kg.m2?
则：
2??S???Js?M???2???????2?20?10?3??1? ?0.00677?0.002573?2?0.0060?0.008?0.0065?1000????
5??2π????1JM?J电机?J减速器?2i =0.01058 ?Kg.m2? - 15 -
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惯量匹配J电机J??0.00677/0.01058?0.63，符合要求。
（c）电机力矩的计算
① 快速空载起动时所需力矩M起:
M起?Mmax?M?f?M0式中，
M起— 快速空载起动力矩，?N.m?；
Mmax—空载起动时折算到电机轴上的加速力矩，?N.m?；
Mf—折算到电机轴上的摩擦力矩，?N.m?；
M0— 由于丝杠预紧折算到电机轴上的附加摩擦力矩，?N.m?；
Mmax?上式中 T—时间常数 摩擦力矩Mf?N.m?：
Mf?J?n0.01058?2500??16.53?N.m?
19.6T9.6?6F0S?0.39?N.m? 2??i，空载快速起动时； F0—导轨摩擦力（N）
?—传动链总效率，一般可取?＝0.7?0.85。
附加摩擦力矩M0:
M0?Famax?S21??0?10?3??2??i1?3090?20 ?3??1?0.92??10?3
2?3.14?0.8?5?0.159?N.m?Famax—滚珠丝杠预加载荷，一般取1F，F为进给牵引力?N?。
m3m - 16 -
加工中心侧铣头结构设计
