惯性力：

                  （3-4）

故Y轴需要的拉力为:

                  （3-5）

Y轴上齿轮分度圆的周长为：

                 （3-6）

核算定位精度：脉冲当量σ = C/（360/1。8）= 0。785mm，不需要细分就能达到定位进度。

核算最大转速：

                    （3-7）

显然最大转速太低，需要增加一级减速。

减速比取： i=1：3。6，则最大转速为4。85r/s，较为合适。

电机轴上的力矩为：

                   （3-8）

步进电机在高速时扭矩会大幅度下降。同时考虑到齿轮齿条传动效率、导轨安装误差造成的摩擦、转动惯量等因素，所以取安全系数为：i=3。

所以，电机力矩:  T1=2。92Nm

同理，代入X轴上驱动的组件重量30Kg，计算得到电机力矩T2=4。38Nm。

根据上述得到的电机力矩，选取的步进电机型号及其参数如表3-2所示：

表3-2 步进电机型号及其参数来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

电机型号 步距角

(°) 相电压

(V) 相电流

(A) 相电感

(mH) 静力矩(Kg。cm) 定位力矩(Kg。cm)

57HD0404 1。8 12。09 0。39 60 4。3 0。21

85HD3465 1。8 3。25 6。5 3。8 58 3。6

3。2。3步进电机驱动器及接口电路

步进电机驱动器是一种能够使得步进电机运转的功率放大器，能够把控制器发来的脉冲信号转化为步进电机的角位移。电机的转速与脉冲频率成正比，所以控制脉冲频率就可以实现精确调速，控制脉冲数就可以实现精确定位[16]。

样机中选用的是XC542H型细分型两相混合式步进电机驱动器。采用直流24V-70V供电，适合驱动电压24V-70V，电流小于4。0A外径42-86毫米的两相混合式步进电机。此驱动器采用交流伺服驱动器的电流环进行细分控制，电机的转矩波动很小，低速运行很平稳，几乎没有振动和噪音。高速时力矩也大大高于其他二相驱动器。定位精度高，广泛适用于火焰切割机等设备上。

如表3-3所示，该驱动器最高可达256倍细分。可以通过拨位开关设定细分数和相电流，并可以选择二进制和十进制。