位转矩 转动惯量
MPM-ST57C-2P-12.01L 7.5° 4 1,500g.cm 425 g.cm 12.5 g.cm
注：其中，电压:12VDC 电流:0.6A电阻:21Ω 引线规格:UL1007 AWG26 。用微机控制系统代替脉冲发生器和脉冲分配器,可以根据系统需要通过软件编程的方法任意设定步进电机的转速、旋转角度、换向、转动次数和控制步进电机的运行状态。通过控制程序，这样可简化控制电路,降低生产成本,提高系统的运行效率和灵活性。图2-6为单片机控制步进电机接口原理图。(软件法形成脉冲序列的程序流程、主程序流程图、定时器中断服务程序流程图及其相关程序,时间的设定见附录。)
图2-6 单片机控制步进电机接口电路原理图
根据电机轴径的大小及转动惯量，选取联轴器，选择GY型凸缘联轴器，型号：GY2,工称转矩/（N.M）63，许用转速/（r/min）10000，
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转动惯量/（kg?m2)0.0015，质量/kg1.72，符合要求。联轴器的外形如下图2-7：
图2-7 凸缘联轴器
3传动机构的设计 3.1齿轮及齿盘的设计 3.1.1齿轮的材料及定义 （1）选用直齿圆柱齿轮
（2）材料选择，选择小齿轮材料为优质碳素结构钢，牌号：699-1999 20Mn）硬度为197HBW （3）选齿轮齿数z1=42，齿盘齿数z2=42 3.1.2按齿面接触强度设计 由计算公式计算
dkT1t≥2.3231u+1zφd.u（E[σ)2 H] 确定公式内的各计算数值 试选载荷系数K1?1.3 计算齿轮传递的转矩
（GB/T 16
95.5×105×9T1==17.7×105N?mm
n1 选取齿宽系数φd=1
1 查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPа
2 按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限σHmin1?600MPa，齿盘的接触疲劳强度极限σHmin2=550MPa
1） 计算应力循环次数
N1=60n1JLh=60×48.5×1×（2×8×300×15）=2.0952×1082.0952×108N2==4.656×1074.5
2） 取接触疲劳寿命系数KHN1=0.9, KHN2=0.95 3） 计算接触疲劳用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1
[σH]1=[σH]2=KHN1σlim1σx→0sKHN2σlim1σx→0=0.9×600MPа=540MPa
0.95×550MPа=522.5MPas4）试计算齿轮分度圆直径d1，代入[σH]中较小的值
d1t≥2.323k1t1u+1zE2（)=105 uσH5）计算圆周速度V
V=πd1n1π105×48.5=m/s=0.166m/s
60×100060×10006）计算齿宽b
b=Φdd1t=1×105=105
7）计算载荷系数
由V=0.166m/s ， 7级精度，查得动载系数KV?1.2，直齿轮KHa=Kfa=1
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用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时KHB=1.423 由?12.4，KHB=1.423?KFB=1.35，故载荷系数
K=KАKVKHaKHb=1×1.2×1×1.423=1.594
bh3.1.3按齿根弯曲强度计算 得弯曲强度计算公式为m≥3（1） 确定公式内的各计算数 1） 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σ度极限
σFE2=380MPa
13KT1YFaYSa（) 2[σF]φdz1FE1=500MPa；齿轮的弯曲强
2） 取弯曲疲劳寿命系数KFN=0.85×KFN1=0.88
3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4?
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4） 计算齿轮及底盘齿的
YFa1YSa1[σF]1YFa2YSa2[σF]2==YFaYSa[σF]并加以比较
2.65×1.769=0.01379303.572.226×1.769=0.01664238.86
大齿轮的数值大
（2） 设计计算错误！未指定书签。
42×1.512×9.948×10m≥3×0.01644=2.05
1×242 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度
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所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得的模数2.05并就近圆整为标准值m=2.5mm，按接触强度算得的分度圆直径d1=105mm，算出小齿数
z1=d1105==42齿盘Z2?42这样设计出的齿轮传动，既满足齿面接触疲m2.5劳强度，又满足了齿根弯曲强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。 3.1.4几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径
d1=z1m=42×2.5=105d2=z2m=42×2.5=105
(2)计算中心距
a=d1+d2=105 2(3）计算齿轮宽度
b=φdd1=1×105=105
取
B1=105mmB2=105mm
齿轮一端连接电动机的输出轴，并与转盘上的齿啮合，当电动机转动
时，带动整个机构旋转。表3-1 齿轮的基本参数：
齿数 模数 齿全高 压力角
齿轮 42 2.5 18 20
齿盘 42 2.5 18 20
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