數控產品設計時，根據工作系統的力學模型，計算選擇步進電動機或伺服電動機的規格型號，是進行數控產品設計的乙個重要環節。因為電動機的引數決定著數控系統中各功能模組的效能引數，各功能模組都要與電動機相匹配，這裡以用普通車床c616改為簡易數控車床為例。說明步進電動機的計算過程。
1 c616車床的各引數
1．1改進後的傳動系統
簡易數控車床即開環式控制將c616車床的縱向進給系統常採用步進電動機驅動滾軸絲杆，帶動裝有刀架的拖板作往復直線運動。其工作原理如圖
改進後的車床傳動系統
1.小刀架 2.橫向步進電動機 3.橫向滾珠絲杆 4.大拖板 5.縱向滾珠絲杆 6.縱向步進電動機
1.2 各引數
1.2.1各拖板重量w=1500n
1.2.2拖板與導軌貼塑板間摩擦係數u=0.06
1.2.3 最大走刀抗力fz（與運動方向相反）=1400n
1.2.4 最大主切削力fy（與導軌垂直）=2800n（最大走刀抗力和主切削力可根據普通c616車床的電動機功率和車削時車刀的主偏角為900 時計算而得出）
1.2.5 拖板進給速v1 =10~500公釐/分
1.2.6 車刀空行程速度v2 =300公釐/分
1.2.7 滾珠絲杆導程l=6公釐
1.2.8 滾珠絲杆節圓直徑d0 =30公釐
1.2.9 絲杆總長l=1000公釐
1.2.10 定位精度0.01公釐
2 確定步進電動機的型號
2.1脈衝當量的選擇
脈衝當量：乙個指令脈衝使步進電動機驅動拖動的移動距離=0。01mm/p（輸入乙個指令脈衝工作台移動0.01公釐）
初選之相步進電動機的步距角0.750 /1.50 ，當三相六拍執行時，步距角￡=0.750 其每轉的脈衝數s==480 p/r
步進電動機與滾珠絲桿間的傳動比i
i= = =1.25
在步進電動機與滾珠絲杆之間加z1 =20，z2 =25 模數m=2.5的一對齒輪。齒輪的模數根據c616車床，掛輪齒模擬確定。
2.2 等效負載轉矩的計算
2.2.1 空載時的摩擦轉矩tlf
tlf = = =
2.2.2 車削加工時的負載轉矩tl
tl =
==u---- 摩擦係數
w----拖板重量
l----導程
i----傳動比
fz---最走刀抗力
fy ------最大切削力（n）
----滾動絲杆傳動效率
2.3 等效轉動慣量計算
2.3.1滾珠絲杆的轉動慣量js
js=2.3.2拖板的運動慣量
jw=2.3.3大齒輪的轉動慣量jg2（大齒接圓直徑62.5公釐寬10公釐）
jg2 =
2.3.4小齒輪的轉動慣量jg1（小齒接圓直徑50公釐寬12公釐）換算系列電機軸上的總轉動慣量jl
換算到電動機軸上的總轉動慣量jl
==7.3310-4
2.4 初選步進電動機型號
根據車削時負載轉距tl=和電動機總轉動慣量jl=7.33x10-4,,初步選定電動型號為110bf003反應式步進電動機。該電動機的最大靜扭距tmax=轉子轉動慣量 jm=
為了使步進電動機具有良好的起動能力及較快的響應速度應為：
及空載時起動時間計算（ta）
110bf003步進電動機的最小加、減速度時間為1秒
2.4.1帶慣性負載的最大起動頻率fl的計算
電動機空載起動頻率
2.4.2帶慣性負載的最大轉速
轉/分2.4.3帶慣性負載起動力矩tm電動機起動矩------頻率特性曲線
tm=2.4.4 負載時起動時間ta
ta=該電機帶慣性負載時能夠起動
2.5速度驗算
2.5.1 空行程快速移動速度的驗算
從電動機的執行矩----頻率特性曲線查得fmax=6000hz時，電動機轉矩》tlf=空載時的摩擦轉矩）
2.5.2工作行程速度計算
當t=時，電動機對應頻率f3000hz
以上計算，選該型號步進電動機，無論是起動效能，還是空行程快速進給，還是工作行進給速度都能滿足c616車床的設計要求
3 結論
3.1 根據普通車床的電機和切削速度計算出最大切削力和走刀抗力
fc= fz （車刀主偏角900，零件材料45#鋼）
3.2 計算出空載時摩擦轉矩tlf 和加工時負載轉矩tl
3.3 計算機械傳動系統換算到電機軸上的總慣量jl
3.4初選步進電動型號：
tm3.5校核電動機起動效能，驗算空行程速度和工作行程速度
選定步進電動機後，步進電動機的效能引數，為數控系統，特別是輸出介面，驅動電源模組型號的選擇提供依據。
步進電動機
步進電動機是一種把電脈衝轉換成角位移的電動機。用專用的驅動電源向步進電動機供給一系列的且有一定規律的電脈衝訊號，每輸入乙個電脈衝，步進電機就前進一步，其角位移與脈衝數成正比，電機轉速與脈衝頻率成正比，而且轉速和轉向與各相繞組的通電方式有關。根據勵磁方式的不同，步進電動機分為反應式 永磁式和感應子式 ...
步進電動機的結構與工作原理
步進電機是利用電磁鐵原理，將脈衝訊號轉換成線位移或角位移的電機。每來乙個電脈衝，電機轉動乙個角度，帶動機械移動一小段距離。步進電動機 步進機將脈衝訊號轉換為角位移或線位移。主要要求 動作靈敏 準確 重量輕 體積小 執行可靠 耗電少等。步進電動機的特點 1 來乙個脈衝，轉乙個步距角。2 控制脈衝頻率，...
電動機的選擇方法
選擇電動機容量時，還要考慮到供電變壓器容量的大小。一般來說，直接起動的最大1臺非同步電動機的容量，不宜超過供電變壓器容量的1 3。對連續執行的電動機，如與水幫浦 風機等配套的電動機，從節能的觀點出發，電動機約在80 左右負載率運轉時，效率最高。對農用電動機，其平均負載率運轉時，效率最高。所以，對農用...