综合课程设计报告徐航

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1、指导教师评定成绩:审定成绩：重庆邮电大学自动化学院综合课程设计报告设计题目：车床的数控改造机械设计制造及其自动化单位（二级学院）:学生姓名:专业:班级:学号:指导教师:自动化学院徐航084070207250223罗蓉设计时间：2010年10月重庆邮电大学自动化学院制设计题目:电机的选型电动机的选择(1)根据机械的负载特性和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。(2)根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力额启动转矩，选择电动机功率，并确定冷却通风方式。所选电动机功率应留有余量,

2、负荷率一般取0.8〜0.9。(3)根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护措施，选择电动机的结构型式。(4)根据企业的电网电压标准和对功率因素的要求，确定电动机的电压等级和类型。(5)根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机额定转速。考虑到直流伺服电机的价格昂贵，在普通机床的数控化改造中一般采用步进电机和交流伺服电机。步进电机采用脉冲数字信号进行控制，每转一转步距误差自动变为零，易于控制,且价格低廉。进给驱动系统屮一般采用的交流伺服

3、电机是永磁式交流伺服电机。它结构简单、运行可靠、效率高；缺点是体积大、启动特性欠佳。在选择电机吋要根据实际情况选择合适的电机。电机选择的好坏直接影响了机床的加工精度、表面精度及机床的快速反应性。电机参数的选择及计算是选择电机的关键步骤。按正确的步骤运算、准确地使用公式及精确地选择参数是正确选择电机的关键。步进电机的选择方法步距角P的选择其中：A1•脉冲当量(mm/Hz);i■传动比；t■丝杠螺距(mm)。目前市场上步进电机的步距角一般有0.36°/0.72°(五相电机)，0.9°/1.8°(二、四相电机)，1.5°/3°(三相电机)。步距角

4、可选择最接近计算结果的标准值。如果还要细分,可在驱动器上设置。电机相数越小，负载转矩也越小。若电机负载惯量大吋，低频共振现象会比较突出(尤其是单三拍运行方式)。步距精度的选择由一般的机床数控化改造而成的数控机床都是开环控制系统，系统的精度主要取决于步进电机精度和传动件的定位误差。在步进电机产品样本中给出的步距精度是在空载情况下转子离开准确位置的最大偏移量，是静态误差。系统的动态误差是在频率发牛突变及低频和高频振荡过程屮存在的实际位置与理论位置Z差。在实际运转屮转子的最终运动质量(影响加工工件的表面精度)可以采用细分电路控制。静态误差：Apj

5、=AP+A3c+APfo其中：AB•电机的步距误差(°);ABe■传动件的累积误差(°);APf-由摩擦负载引起的随机误差(°)。其中：m・拍数;Me2■系统干摩擦转矩(N・m)；Mm-步进电机最大静转矩(N•m)；转矩的选择转矩的选择包括最大静转矩、定位转矩和启动转矩的计算和选择。①最大静转矩Mmax的计算步进电机工作时，所需转矩有空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩Mmax、折算到电机轴上的摩擦力矩Mf、由丝杠预紧所引起的折算到电机轴上的摩擦力矩Mo、切削时折算到电机轴上的加速度力矩Mat和折算到电机轴上的切削负载力矩Mto快速空载启动

6、所需力矩：M空二Mmax+Mf+Mo切削时所需力矩：Mc=Mat+Mf+Mo+Mt快速进给时所需力矩：Ms=Mf+Mo一般情况下，Mmax发生在切削时所需力矩，可以按照Mc=Mat+Mf+Mo+Mt公式计算。②定位转矩的选择定位转矩与电源、矩角特性的形状及要求的位置精度有关。反应式步进电机在绕组不通电吋，没有定位转矩；永磁式步进电机在绕组不通电吋，仍有较小的定位转矩。但是定位转矩的值较小，一般不予计算。③起动转矩的计算步进电机带动负载运行时，所需负载转矩小于最大静转矩。若要能较准确地选择电机,就需要根据最大静转矩推算出起动矩或根据电机说明书

7、提供的起动矩频特性图找出起动频率，然后在起动矩频特性图上画出总摩擦负载Mm=Mf+Mo得到f。即电机可在小于的频率范围内带动负载Mm直接起动。步进电机驱动器的选择在选择电机驱动器吋，要求输入的脉冲信号的频率小于fmin宽度大于At。这就是要复核是否在fmin的范围，1/f是否大于根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度吋，可配用细分型驱动器，对于大转矩电机，尽可能用高压型驱动器，以获得良好的高速性。⑴顾京•数控机床加工程序编制•北京：机械工业出版社，1999[2]孙竹.数控机床编程与操作•北京：机械工业出版社，1

8、996[3]宋小春等•数控车床编程与操作•广州：广东经济出版社出版,2003[4]罗良玲•刘旭波.数控技术及应用•北京：清华人学出版社,2005⑸宋放Z等•数控工艺培训教程（数控