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计算公式T=9550*P*η/n最高计算公式TL=为克服其重力产生的轴向阻力所须的力矩TL=轴向（重力）阻力值*（一圆周上的升角）距离值（即力*力臂）/机械效率及统一单位系数值=（m*g）*（Ph/2π）/(1000*η）举例为：m=157KG举例为：Ph=5mm举例为：V匀=5米/分世界通用值0.00065公斤.米²公斤.米²Kg.m²J值可由solidworks三维图直接查得。该值举例为：滚珠丝杠总长1.8米，直径25mm;由solidworks三维图直接查得J1=5.4/10000公斤.米²；同时本例中：联轴器及电机转轴本身的转动惯量值忽略不计。初选滚珠丝杠轴规格d32.00毫米mm滚珠丝杠回转轴的转动惯量J1初选滚珠丝杠轴长度L800.00毫米mm水平移动的80KG重的工作台，通过丝杠转换为等效旋转，转动惯量的J2值J20.00040J2值可下图直接查得其计算公式为：通过丝杠转换J2=m*Ph²/(4*π²*i²)------本例传动比i=1水平及垂直安装的滚珠丝杠副计算项目2-1、垂直安装进给丝杠时进给电机功率值的确定：方法为：依据现场实际需求扭矩值来求步进电机的扭矩值：基本公式为：常取0.7-0.95电主轴最大扭矩时允许的主轴最高转速：Ph10.00毫米mm0.109米²/秒gKg.m²1、电主轴计算：说明单位牛.米电主轴功率：P千瓦KWN.M参照洛轴厂样本5.5KW铣削电主轴值得。单位符号66N.M值，参照洛轴厂样本5.5KW铣削电主轴的输出转矩值得。电主轴扭矩：T66数值符号机械效率：η0.955.5匀速运动速度该值举例为：m=157KG重的Z轴上升重量；采用导程5mm滚珠丝杠或其他螺旋螺纹5mm螺距，带动其按5米/分的速度向上匀速移动：则通用计算公式为：为克服其重力产生的轴向阻力所须的力矩TL=轴向（重力）阻力值*（一圆周上的升角）距离值（即力*力臂）/机械效率及统一单位系数值=（m*g）*（Ph/2π）/(1000*η）工作台重量N.m2.722牛顿.米N.m米/分公斤Kgn最高按其上公式计算得756转/分r/min157.00导程10mm滚珠丝杠或其他螺旋螺纹10mm螺距T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]------具体见下：(其中:蓝色底为根据实际取值的可变数据---黄色底为公式套算所得的不变的数据)项目符号数值单位单位符号说明力学相关的阻力力矩TLTLm通常取值0.7～0.95；滚珠丝杠值取0.9V匀5.00机械传动效率值η牛顿.米Ts值是指：负荷及电机从静止启动，加速至工作台水平移动速度为：V匀=5米/分。所须的启动加速转矩：基本惯性转矩计算公式为：Ts=（J1+J2+......Jn）*εTsm²/s重力加速度值0.90牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩9.80m/min第1页n匀=工作台移动速度（单位：米/分）/丝杠导程或其他螺旋螺纹螺距（单位：米）=V匀/（Ph*0.001）启动时间取0.1～0.5秒T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]T=P*9550/n匀对转动P=T*n匀/9550;对移动P=F*V匀/1000计算公式TL=摩擦阻力值*（一圆周上的升角）距离值/机械效率及统一单位系数值=（m*g*μ）*（Ph/2π）/(1000*η）举例为：m=500KG通用计算公式为：n匀=工作台移动速度（单位：米/分）/丝杠导程或其他螺旋螺纹螺距（单位：米）=V匀/（Ph*0.001）符号依据现场实际需求扭矩值来求步进电机的扭矩值T通用计算公式为：对转动P=T*n匀/9550;对移动P=F*V匀/1000ε=(ω末-ω初)/(t末-t初)=(ω匀-0)/(t末-0)-----对于电力带动的运动的启动时间通常取值t末=0.1秒--0.5秒:此处取中间值0.3秒.------按机械设计手册单位换算关系有：ω匀=0.10472*n匀---故公式变为：ε=ω匀/（0.1～0.5）=0.10472*n/（0.1～0.5）；此处启动时间取0.5秒通用计算公式为：T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]通用计算公式为：对转动P=T*n匀/9550;对移动P=F*V匀/10000.508.5牛顿.米N.mrad/s²ε=0.10472*n/（0.1～0.5）；此处启动时间取0.5秒滚珠丝杠轴每分钟的转速物体从静止变为匀速转动运动，转速为n匀，的角加速度值ε104.72弧度/秒平方启动时间t根据能量守恒定律按工作直线运动或回转运动校核电机功率Pn匀项目500.00千瓦电机功率P0.44千瓦Kw工作台重量Kw500.00数值N.m力学相关的阻力力矩TLTL单位公斤mKg单位符号2.601牛顿.米转/分r/min2-2、水平安装进给丝杠时进给电机功率值的确定：方法为：依据现场实际需求扭矩值来求步进电机的扭矩值：基本公式为：T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]------具体见下：(其中:蓝色底为根据实际取值的可变数据---黄色底为公式套算所得的不变的数据)秒s说明该值举例为：m=500KG重的工作台；采用导程10mm滚珠丝杠或其他螺旋螺纹10mm螺距，带动其按5米/分的速度水平匀速移动：则通用计算公式为：为克服因重力产生的轴向（摩擦）阻力所须的力矩TL=轴向（摩擦）阻力值*（一圆周上的升角）距离值（即力*力臂）/机械效率及统一单位系数值=（m*g*μ）*（Ph/2π）/(1000*η）第2页举例为：Ph=10mm举例为：V匀=5米/分世界通用值通常取值0.1～0.45；中间值取0.3g匀速运动速度机械摩擦系数重力加速度值9.80机械传动效率值5.000.30米²/秒牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩TsTs值是指：负荷及电机从静止启动，加速至工作台水平移动速度为：V匀=5米/分。所须的启动加速转矩：基本惯性转矩计算公式为：Ts=（J1+J2+......Jn）*εμV匀导程10mm滚珠丝杠或其他螺旋螺纹10mm螺距10.00J1通常取值0.7～0.95；滚珠丝杠值取0.9Kg.m²毫米Ph米/分J2值可下图直接查得其计算公式为：通过丝杠转换J2=m*Ph²/(4*π²*i²)------本例传动比i=1初选滚珠丝杠轴规格mm0.336N.m0.00194mmmmKg.m²m/minm²/sη0.90滚珠丝杠回转轴的转动惯量初选滚珠丝杠轴长度d毫米L32.002400.00毫米公斤.米²牛顿.米公斤.米²J值可由solidworks三维图直接查得。该值举例为：滚珠丝杠总长1.8米，直径25mm;由solidworks三维图直接查得J1=5.4/10000公斤.米²；（也可采用计算公式为：J1=0.77*d*d*d*d*L/1000000000000)同时本例中：联轴器及电机转轴本身的转动惯量值忽略不计。水平移动的80KG重的工作台，通过丝杠转换为等效旋转，转动惯量的J2值J20.00127第3页n匀=工作台移动速度（单位：米/分）/丝杠导程或其他螺旋螺纹螺距（单位：米）=V匀/（Ph*0.001）启动时间取0.1～0.5秒T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]T=P*9550/n匀对转动P=T*n匀/9550;对移动P=F*V匀/1000计算公式T=F1*d/2---即(力矩=力*力臂）T=F1*d/2---即(力矩=力*力臂）同时：按常用立铣刀直径20；总长100；刃长20；夹持长度20进行变形比强度值1200分之一；加力6600牛顿核验结果为：有限元变形比值为：总长100/变形值0.616=166；所以远小于1200/166=7.22倍；故受力值最大刀具允许为：6600/7.22=914牛顿---再将力值914牛，放入有限元内结果为：总长100/变形值0.085=1176倍---接近1200倍所以，该立铣刀直径20最大允许切削受力力值为914牛---而不允许6600牛。见上：实际所需电机加工功率为1/3见上：实际所需电机加工功率为1/3公司要求本次设计X-Y-Z三轴的最高空载或工作进给速度均为5米/分。sN.m进给切削力计算方法二：电主轴扭矩：V5符号数值项目依据现场实际需求扭矩值来求步进电机的扭矩值启动时间t0.50秒M/min米/分进给速度N.Md0.1米M单位符号r/minTN单位0.153、切削阻力值计算：牛顿.米说明KwKWε=0.10472*n/（0.1～0.5）；此处启动时间取0.5秒ε=(ω末-ω初)/(t末-t初)=(ω匀-0)/(t末-0)-----对于电力带动的运动的启动时间通常取值t末=0.1秒--0.5秒:此处取中间值0.3秒.------按机械设计手册单位换算关系有：ω匀=0.10472*n匀---故公式变为：ε=ω匀/（0.1～0.5）=0.10472*n/（0.1～0.5）；此处启动时间取0.1秒500.00垂直安装丝杠时进给电机功率：P千瓦P通用计算公式为：对转动P=T*n匀/9550;对移动P=F*V匀/1000电机功率P0.46通用计算公式为：n匀=工作台移动速度（单位：米/分）/丝杠导程或其他螺旋螺纹螺距（单位：米）=V匀/（Ph*0.001）Tn匀8.8转/分物体从静止变为匀速转动运动，转速为n匀，的角加速度值ε104.72滚珠丝杠轴每分钟的转速根据能量守恒定律按工作直线运动或回转运动校核电机功率水平安装丝杠时进给电机功率：P0.15千瓦KW进给切削力计算方法一：66牛.米铣床飞刀常用直径：进给切削力：F11320牛N千瓦Kw通用计算公式为：对转动P=T*n匀/9550;对移动P=F*V匀/1000千瓦通用计算公式为：T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]弧度/秒平方rad/s²铣床立铣刀常用直径：d0.02米M进给切削力：F1-16600牛d/2F100飞刀T工件滚珠丝杠进给第4页F=60*P*1000/VF=60*P*1000/V取F1-F2两种方法的平均值Fmax=FFmin=Fx=0.15F计算公式Fc1=m1*g由三维图：设置单位：米-千克-米³查得体积*7850千克得：进给机构上升时的总质量（千克）m1常数值Fc2=重力阻力Fc1+加速上升所需加速力Fj=Fc1+FjFj=m1*a=m1*(V/t)公司要求本次设计X-Y-Z三轴的最高空载或工作进给速度均为5米/分。该电控启动时间通常取为：0.1-0.5秒。Fs2=其上最大切削力Fmax---（此处下刀加速度a与重力加速度g值作用相互抵消，故均不再考虑）计算公式Fs1=m2*g*µ由三维图查得进给机构水平移动的总重质量（千克）m2常数值对滚动导轨取值为：0.1-0.01对滑动导轨取值为：0.1-0.45Fs2=Fs1+Fj=m2*g*µ+m*a=m2*g*µ+m2*(V/t)牛1778.958349Fj牛1582.429689牛NN项目符号数值Fmin237.3644534综上切削力计算：垂直安装丝杠时进给切削力：F2牛N千克牛NN0.3秒s垂直安装丝杠的进给机构上升时总质量值m1157牛N单位m2水平安装丝杠的进给机构水平移动时总质量值水平安装进给丝杠轴水平移动时所受合计阻力值计算：500Nµ0.05米/秒M/s设定最大与最小切削力Fmax1582.429689牛4-2、水平安装进给丝杠轴移动时向所受全部阻力值Fh2计算：水平安装丝杠的进给机构水平移动时重力产生的摩擦阻力值计算：Fs1245.25牛NFs1=由三维图：设置单位：米-千克-米³查得体积*7850千克得：进给机构水平移动时的总质量（千克）m2*重力加速度g值*导轨摩擦系数µ值=m2*g*µ单位符号说明符号垂直安装进给丝杠轴移动时向所受合计阻力值Fh1计算：Fh11583.606