畢業(yè)論文定稿-二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)

《畢業(yè)論文定稿-二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)論文定稿-二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)（28頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763寧波大學(xué)科技學(xué)院理工分院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)機(jī)電模塊課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓 名 胡宏達(dá)學(xué) 號(hào) 084173914班 級(jí) 08 機(jī)械 1 班指導(dǎo)教師 胡利永學(xué) 期 2011～2012 學(xué)年第二學(xué)期設(shè)計(jì)時(shí)間 2012、02、17～2012、03、09內(nèi)附資料1、課程設(shè)計(jì)說明書一份（含設(shè)計(jì)任務(wù)書） ；2、二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)裝配圖一張（A0） ；3、二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)電氣控制原理圖一張（A1） ；4、計(jì)算說明書草稿一份。成 績(jī)2012、03原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763目錄一、機(jī)電專業(yè)課程設(shè)計(jì)目的 1二、機(jī)電專業(yè)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 1三、X 軸方案及參數(shù)計(jì)算 .21． 方案擬定 .22. X 軸步進(jìn)電機(jī)參數(shù)確定及選擇 .33、X 軸圓柱斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 64．幾何尺寸計(jì)算 10四、X 軸機(jī)械結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)計(jì)算 101.X 軸滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 .102.X 軸滾動(dòng)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)計(jì)算 .13五、Y 軸方案及參數(shù) 計(jì)算 141.Y 軸步進(jìn)電機(jī)參數(shù)確定及選擇 .142.Y 軸聯(lián)軸器選擇 .17六、Y 軸機(jī)械結(jié)構(gòu)總 體設(shè)計(jì)計(jì)算 171.Y 軸滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 .172.Y 軸滾動(dòng)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)計(jì)算 .20七、繪制裝配圖 .21八、電氣原理圖設(shè)計(jì) 221.典型數(shù)控工作臺(tái)電氣原理圖的說明 .22九、參考文獻(xiàn)： .25原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763一、機(jī)電專業(yè)課程設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在完成專業(yè)課程學(xué)習(xí)后，所進(jìn)行的機(jī)電一體化設(shè)備設(shè)計(jì)的綜合性訓(xùn)練。通過該環(huán)節(jié)達(dá)到下列目的：（1）鞏固和加深專業(yè)課所學(xué)的理論知識(shí)；（2）培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際，解決工程技術(shù)問題的動(dòng)手能力；（3）進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)備設(shè)計(jì)的基本功訓(xùn)練，包括以下 10 方面基本功：1）查閱文獻(xiàn)資料；2)分析與選擇設(shè)計(jì)方案；3）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4）電氣控制原理設(shè)計(jì)；5）機(jī)電綜合分析；6）繪工程圖；7）運(yùn)動(dòng)計(jì)算和精度計(jì)算；9）撰寫設(shè)計(jì)說明書；10）貫徹設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。二、機(jī)電專業(yè)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的原始數(shù)據(jù)，在教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)工作。原始數(shù)據(jù)包括①典型工況下，工作臺(tái)速度、進(jìn)給抗力及臺(tái)面上工作物重量；②工作臺(tái)定位精度、臺(tái)面尺寸和行程。設(shè)計(jì)具體要求完成以下工作：（1）工作臺(tái)裝配圖一張（0 號(hào)） （2）控制電器圖一張（1 號(hào)） （3）設(shè)計(jì)說明書一份（10～20 頁 ） 所有圖樣均采用 CAD 繪制打印，設(shè)計(jì)說明書按規(guī)定撰寫。三、X 軸方案及參數(shù)計(jì)算1． 方案擬定方案擬定即確定工作臺(tái)傳動(dòng)的形式和控制方式及主要部件或器件的原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763類型。（1）驅(qū)動(dòng)控制方式 由給定的工作臺(tái)精度要求較低，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，故采用單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。主要由步進(jìn)電機(jī)、單片機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路、滾珠絲杠副組成。（2）傳動(dòng)形式確定工作臺(tái) X 方向和 Y 方向兩個(gè)坐標(biāo)分別采用步進(jìn)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。工作臺(tái) X 方向采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)方式，可以通過降速擴(kuò)大轉(zhuǎn)矩輸出，匹配進(jìn)給系統(tǒng)慣量，獲得要求的輸出機(jī)械特性，同時(shí)減小脈沖當(dāng)量。工作臺(tái) Y 方向采用直接傳動(dòng)方式，電機(jī)通過剛性聯(lián)軸器與滾珠絲杠聯(lián)結(jié)。結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高。絲杠轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩輸出完全與電機(jī)的輸出特性一致。2. X 軸步進(jìn)電機(jī)參數(shù)確定及選擇X 參數(shù)選定與計(jì)算vx=2.0 m/min=0.033m/s，F(xiàn) x=120 N，P x=Fxvx=3.96W1）脈沖當(dāng)量選擇初選五相電機(jī)，按五相十拍工作時(shí)，步矩角 α=0.36°,初定脈沖當(dāng)量 δ=0.004mm/p,絲杠導(dǎo)程 tsP=5 mm,中間齒輪傳動(dòng)比 i 為: i=(αt sP)／(360δ)=0.36×5／(360×0.004)=1.25由 i 確定齒輪齒數(shù)為 Z1=24,Z2=30；模數(shù) m=2mm，齒寬B1=16mm,B2=15mm(計(jì)算過程見 4)原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397632)等效傳動(dòng)慣量計(jì)算(不計(jì)傳動(dòng)效率)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jg1=(πd 14b1ρ)／32={[π(4.978) 4×1.6×7.85×10-3]／32}kg.m 2 =0.76×10-4 kg.m2式中：鋼密度 ρ=7.85×10 -3 kg/cm3同理,大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J g2=1.7×10-4 kg.m2 由書表 3-13 初選滾珠絲杠 CDM2005-2.5 得到 d0=20 mm l=490 mm滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js=(πd 04lρ)／32={[π(2) 4×49×7.85×10-3]／32}×10 -4 kg.m2 =0.6×10-4 kg.m2拖板及工作物重折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,拖板及工作物重之和約為 10+2=12kgJw=(w/g)×(tsP／2π) 2 ÷i2 =12×(5×10-3／2π) 2÷(1.25)2kg.m2 =4.86×10-6 kg.m2因此,折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JeJe= Jg1+ Jw+( Jg2+Js) ÷i2 =76×10-6 +4.86×10-6 +(170×10-6 +60×10-6) ÷(1.25)2 =2.2806×10-4 kg.m2 3)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算(以下為折算到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩)由書式(4-7)~(4-9)可知:Mt=[(Fx+μF y) tsP]/(2πηi)原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763= [(120+0.06×120) × 0.005]/(2π×0.8×1.25)=0.101N.mMf= (Ff tsP)/(2πηi)= (μW t sP)/(2πηi)=(0.06×13×9.8×0.005)/ (2π×0.8×1.25 )=0.00609N.m上述式中 η 為絲杠預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率取 η=0.8，μ 為摩擦系數(shù)取0.06 nmax=（V max /δ）×(α/360°)=250 r/min 取起動(dòng)加速時(shí)間tα =0.03 s初選電動(dòng)機(jī)型號(hào) 90BF006 ,其最大靜轉(zhuǎn)矩 Mjmax=2.156N·m,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=2.257×10-4 kg·m2, fm=2400Hz. 故 M0=(Fp0tsp)÷(2πη i) ×(1-η 02)= (1/3Fxtsp)÷(2πηi) ×(1-η 02) =[(1/3) ×120×0.005]÷(2π×0.8×1.25) ×[1-(0.9) 2]=0.0061 N.m式中 F p0 — 滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷 ,一般取 Fx/3Fx — 進(jìn)給牽引力 (N)η 0 — 滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,取 0.9J =( Je +Jm)= 2.2806×10-4 kg．m 2+2.257×10-4 kg.m2=4.537×10-4 kg.m2原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763Mα =( Je +Jm)( 2πn max)/(60tα )=4.537×10-4 ×(2π×250)÷(60×0.03) =0.3957N.mMq = Mαmax + Mf+ M0=0.3962+0.00609+0.0061=0.40839N.mMc = Mt+ Mf+ M0=0.101+0.00609+0.0061=0.11319 N.mMk= Mf+ M0=0.01219N.m從計(jì)算可知, M q 最大,作為初選電動(dòng)機(jī)的依據(jù).Mq/ Mjmax=0.189 滿足所需轉(zhuǎn)矩要求.4)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性校驗(yàn)Je /Jm=2.2806/2.257=1.01 f Lfc=V1max/(60δ)=200/(60×0.004)=833={2Kt×T1×（u＋1）×(Z HZE)2/[Φ d×ε a×u×[σ H]2]}(1/3)（1）.試選 Kt=1.6, (由[1]表 10-6)得材料彈性影響系數(shù)ZE＝189.8MPa 1/2（2）.(由[1]圖 10-30 得)選取區(qū)域系數(shù) ZH=2.433,(由[1]表 10-7)選取齒寬系數(shù) Φ d＝0.3，（3）.（由[1]圖 10-26）查得 ε a1＝0.78，ε a2 ＝0. 8，則ε a＝ε a1+ε a2 ＝1.58（4）.應(yīng)力循環(huán)系數(shù)取 j=1 已知 V=1.0m/min，滾珠絲杠的基本導(dǎo)程 P=5mm，則nmax=(vmax/δ) ×(α/360 °)=(1000/0.004) ×(0.36/360)=250 r/min所以 N 1=60njLh=60×250×1×(2×8×300×15)＝1.08×10 9 N2=N1/i=1.08×109/1.25＝8.64×10 8(5).（由[1]圖 10-19）查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.86，K HN2=0.87(6).（由[1]圖 10-21d）查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763σ Hlim1=600MPa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σ Hlim2=550MPa(7).計(jì)算疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力，取安全系數(shù) S=1 [σ H]1＝K HN1×σ Hlim1/S=0.86×600/1＝516MPa[σ H]2＝K HN2×σ Hlim2/S=0.87×550/1＝478.5Mpa[σ H]= （[σ H]1+[σ H]2）/2 =497.25Mpa(8).計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=9.55×106Px/nx=77.9N.mmb） 、計(jì)算（1）.試算小齒輪分度圓直徑d1t={2Kt×T1×（u＋1）×(Z HZE)2/[Φ d×ε a×u×[σ H]2]}(1/3)={2×1.6×77.9×2.25/（0.3×1.58×1.25）×（2.433×189.8/494.25） 2}}（1/3 ）＝ 9.38mm（2).計(jì)算圓周速度 v=лd 1tn1/(60×1000)＝0.123 m/s（3).計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mnt, b=Φ dd1t=0.3×9.38＝2.81mmmnt=d1tcosβ/Z 1=9.38×cos14°/24=0.38mm h=2.25mnt=2.25×0.38mm = 0.855mm b/h=2.81/0.855=3.3（4).計(jì)算縱向重合度ε β ＝0.318×Φ d×Z1×tanβ=0.318×0.3×24×tan14°=0.57原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763（5).計(jì)算載荷系數(shù) K，查[1]表 10-2，得使用系數(shù) KA=1.25,根據(jù)v=0.123 m/s ,7 級(jí)精度，由書圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.01,（由書表 10-4）查得 KHβ 的計(jì)算公式：K Hβ =1.12+0.18(1+0.67Φ d2)Φ d2+0.23×10-3×b =1.14由 b/h=3.3,(由書圖 10-13)查得 KFβ =1.08, 由（[1]表 10-3）查得 KHα =KFα =1.2,故載荷系數(shù)K=kAKvKHα KHβ =1.25×1.01×1.2×1.08＝1.6362（6）.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d1=d1t(K/Kt)(1/3)=9.38×（1.6362/1.6） （1/3） =9.45mm（7).計(jì)算模數(shù) mn=d1×cosβ/Z 1=9.45×cos14°/24=0.382mm 3） 、a).按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)mn={(2Kt1Yβ cos2β/Φ dZ12ε α )×(YFα YSα /[σ F])}(1/3)（1）.計(jì)算載荷系數(shù)，K=KA×Kv×KFα ×KFβ =1.25×1.01×1.2×1.04=1.6263（2）.根據(jù)縱向重合度 ε β =0.57，由（[1]圖 10-28）查得螺旋角影響系數(shù) Yβ =0.87（3）.計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) Zv1=Z1/cos3β=24/cos 314°=26.27Zv2=Z2/cos3β=30/cos 314°=32.8（4）.由（[1]表 10-5）查出,YFa1=2.592,YSa1=1.596,YFa2=2.49,YSa2=1.629,因?yàn)椋〞鴪D 10-20c）小齒輪彎曲極限強(qiáng)度 σ FE1=500MPa,大齒輪原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763σ FE2＝380MPa,（書圖 10-18）得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.85 KFN2=0.88,取安全系數(shù) S=1.1[σ F]1＝K FN1×σ FE1/S=386.36MPa[σ F]2＝K FN2×σ FE1/S=304MPa（5）.計(jì)算大、小齒輪 YFa1 YSa1/[σ F]1 、Y Fa2 YSa2/[σ F]2并加以比較YFa1 YSa1/[σ F]1=2.592×1.596/386.36=0.0107YFa2 YSa2/[σ F]2=2.49×1.629/304＝0.013 取大齒輪數(shù)據(jù)b).設(shè)計(jì)計(jì)算mn={(2Kt1Yβ cos2β/Φ dZ12ε α )×(YFα YSα /[σ F])}(1/3)={2×1.6263×77.9×0.0133×(cos14°)2/（0.3×24 2×1.58）} （1/3）=0.23mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得法面模數(shù) mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得法面模數(shù)，取 mn＝2 mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得的分度圓直徑 d1=48mm ,來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有Z1=d1cosβ/m n=48×cos14°/2＝23.28，取 Z1＝24，則Z2＝i×Z 1=1.25×24＝304．幾何尺寸計(jì)算（1）.中心距 a=(Z 1+Z2)mn/(2×cosβ)=(24+30)×2/（2×cos14°）原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763＝55.65 mm 所以圓整為 56 mm（2）.按圓整后的中心距修正螺旋角 β＝arccos[(Z 1+Z2)mn/2a]=arccos[(24+30) ×2/(2×56) =15.395°, 因 β 值改變不多，故參數(shù) ε α 、K β 、Z H等不必修正（3）.計(jì)算大、小齒輪分度圓直徑d1=Z1mn/cosβ=24×2/cos15.359°=49.78 mmd2=Z2mn/cosβ=30×2/cos15.359° =62.22 mm（4）.計(jì)算齒輪寬度 b=Φ dd1=0.3×49.78＝14.934mm 所以取B2=15mm,為易于補(bǔ)償齒輪軸向位置誤差，應(yīng)使小齒輪寬度大于大齒輪寬度，所以小齒輪約為 B1=16mm四、X 軸機(jī)械結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)計(jì)算1.X 軸滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算1）滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型（1）.滾珠循環(huán)方式由書表 5-1 查得,選擇外循環(huán)插管式（2）.軸向間隙預(yù)緊方式預(yù)緊目的在于消除滾珠螺旋傳動(dòng)的間隙,避免間隙引起的空程,從而提高傳動(dòng)精度.由[3]表 5-2 查得,采用雙螺母墊片預(yù)緊方式。2）滾珠絲杠副直徑和基本導(dǎo)程系列由[3]表 5-3 查得,采用絲杠直徑 20mm,導(dǎo)程為 5mm30 滾珠絲杠精度等級(jí)確定原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763（1）.絲杠有效行程 由[3]表 5-4 查得 le=20 mm導(dǎo)軌總長(zhǎng) Lu =210+120+20=350mm 所以絲杠總長(zhǎng) Lv =350-20=330mm（2）.精度等級(jí) 根據(jù)有效行程內(nèi)的平均行程允許偏差 ep=0.01/300×350×103=11.7 查書表 5-5 得 精度等級(jí)為 T34）滾珠絲杠副支承形式選擇滾珠絲杠主要承受軸向載荷,應(yīng)選用運(yùn)轉(zhuǎn)精度高,軸向剛度高、摩擦力距小的滾動(dòng)軸承.滾珠絲杠副的支承主要約束絲杠的軸向串動(dòng),其次才是徑向約束。由書表 5-6 查得,采用一端固定一端游動(dòng)(F-S)支承形式.5）滾珠絲杠副的選擇高速或較高轉(zhuǎn)速情況 按額定動(dòng)負(fù)荷 Cα ≥C αj 選擇滾珠絲杠副Cαj =[(Fefw)/(fhftfafk)]×[(60Lhne)/(106)]1/3式中 C αj --滾珠絲杠副的計(jì)算軸向動(dòng)負(fù)荷(N)Fe--絲杠軸向當(dāng)量負(fù)荷(N)，取進(jìn)給抗力和摩擦力之和的一半. Fe=(120+0.06×120)/2=63.6Nne--絲杠當(dāng)量轉(zhuǎn)速(r/min). n e=250r/min.Lh--絲杠工作壽命(h). 查考[3]表 5-7 得 Lh=15000 h.ft--溫度系數(shù). 查[3]表 5-8,得 ft=0.70.fa--精度系數(shù). 查[3]表 5-9 得 fa=1.0fw--負(fù)載性質(zhì)系數(shù). 查[2]表 5-10 得 fw=0.95fh--硬度系數(shù).查[2]表 5-11 得 fh=1.0原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763fk--可靠性系數(shù).查[2]表 5-12 得 fk=0.21.計(jì)算得 Caj=2.5N6）滾珠絲杠副校核（1）.臨界壓縮負(fù)荷 對(duì)于一端軸向固定受壓縮的滾珠絲杠,應(yīng)進(jìn)行壓杠穩(wěn)定性校核計(jì)算.不發(fā)生失穩(wěn)的最大壓縮負(fù)荷稱為臨界壓縮負(fù)荷,用 Fn 表示Fn=3.4×1010(f1d24)÷(L02) ×K1式中 L 0–--最長(zhǎng)受壓長(zhǎng)度.取 400 mmf1--絲杠支承方式系數(shù), F-S 取 2d2--絲杠螺紋底徑,查[4]3-32 取 17.6 mmk1 安全系數(shù)，取 1/3Fn=13593NFmax（2）.臨界轉(zhuǎn)速ncr=9910(f22d2)/Lc2式中 f 2--絲杠支承方式系數(shù),F-S 取 3.927. Lc --臨時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度 . Lc =0.5m. d2--絲杠螺紋底徑,取17.6mmncr= 10758.9r/min nmax取,同時(shí)驗(yàn)算絲杠另一個(gè)臨界值d0n=20×833=7500 f Lfc=v1max/(60δ)=100/(60×0.004)=417Fmax（2）臨界轉(zhuǎn)速ncr=9910(f22d2)/Lc2式中 f 2--絲杠支承方式系數(shù),F-S 取 3.927. Lc --臨時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度 . Lc =0.31m. d2--絲杠螺紋底徑,取 0.0176 m原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763ncr=27989 r/min nmax取,同時(shí)驗(yàn)算絲杠另一個(gè)臨界值d0n=20×250=500070000（3）軸承選擇校核由[1]表 6-1 選擇深溝球軸承 6201由[1]表 6-6 選角接觸球軸承 7001C.校核(略)（4）定位精度驗(yàn)算(略)7) 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的防護(hù)（1）滾珠絲杠副的防護(hù)裝置 采用專業(yè)生產(chǎn)的伸縮式螺旋彈簧鋼套管.（2）滾珠絲杠副的密封 滾珠絲杠副兩端的密封圈如裝配圖所示.材料為四氟乙烯,這種接觸式密封須防止松動(dòng)而產(chǎn)生附加阻力.（3）滾珠絲杠副的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑劑用鋰基潤(rùn)滑劑.2.Y 軸滾動(dòng)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)計(jì)算導(dǎo)軌的功用是使運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng),并承受運(yùn)動(dòng)部件上的載荷,即起導(dǎo)向和承載作用,導(dǎo)軌副中,運(yùn)動(dòng)的一方稱作運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌,與機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件聯(lián)結(jié),不動(dòng)的一方稱作支承導(dǎo)軌,與機(jī)械的支承部件聯(lián)結(jié).支承部件用以支承和約束運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌,使之按功能要求作正確的運(yùn)動(dòng).(1)選日本 NSK 滾動(dòng)導(dǎo)軌,E 級(jí)精度.查得,f h=1 ft=1 fc=0.81 fα =1 fw=1 (2)壽命按每年工作 300 天,每天兩班,每班 8h,開機(jī)率 0.8 計(jì),額定壽命原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763為:Lh=10×300×2×8×0.8=38400 h,每分鐘往復(fù)次數(shù) nz=8L=(2lsnz60Lh)/(103)=(2×0.294×8×60×38400)/ (103)=10838計(jì)算四滑塊的載荷,工作臺(tái)及其物重約為 130NP=130÷4=32.5N計(jì)算需要的動(dòng)載荷 CαCα =( fwP)÷(fh ft fc fα )×(L/50)1/3=241N由[3]表 3-20 中選用 LY15AL 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副,其 Cα =606N C0α =745N(3) 滾動(dòng)導(dǎo)軌間隙調(diào)整預(yù)緊可以明顯提高滾動(dòng)導(dǎo)軌的剛度,預(yù)緊采用過盈配合,裝配時(shí),滾動(dòng)體、滾道及導(dǎo)軌之間有一定的過盈量.(4) 潤(rùn)滑與防護(hù)潤(rùn)滑:采用脂潤(rùn)滑,使用方便,但應(yīng)注意防塵.防護(hù)裝置的功能主要是防止灰塵、切屑、冷卻液進(jìn)入導(dǎo)軌,以提高導(dǎo)軌壽命.防護(hù)方式用蓋板式.七、繪制裝配圖1.標(biāo)注裝配圖尺寸、配合與精度等級(jí)。包括特性尺寸、最大體形尺寸、安裝尺寸和主要零件的配合尺寸。2.寫出工作臺(tái)的技術(shù)特征。3.編寫技術(shù)要求。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397634.對(duì)所有零件進(jìn)行編號(hào)。5.列出零件明細(xì)表及標(biāo)題欄。6 檢查裝配圖。八、電氣原理圖設(shè)計(jì)1.典型數(shù)控工作臺(tái)電氣原理圖的說明單片機(jī)是把微型計(jì)算機(jī)的主要部分都集成在一個(gè)芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī),因而可以把它看成是一個(gè)不帶外部設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)。不同系列的單片機(jī)共同的特點(diǎn)是：控制功能強(qiáng)；體積??；功耗低；成本低。由于上述優(yōu)越性能，單片機(jī)已在工業(yè)、民用、軍用等工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別是隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，它在很大程度上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。在軟件和擴(kuò)展接口支持下，單片機(jī)可以代替以往由模擬和數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)。如電氣原理圖所示的就是通過單片機(jī)及其外圍接口實(shí)現(xiàn)的二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)電氣原理圖。它由 8031 型單片機(jī)、數(shù)據(jù)鎖存器74LS373、存儲(chǔ)器 EPROM2764、RAM6264 、地址譯碼器 74LS138、并行 I/O 接口 8255 等集成電路構(gòu)成。下面分別說明它們?cè)谡麄€(gè)控制部分中的功能、用法及其選擇原則。1）單片機(jī)的選擇設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，首先要設(shè)計(jì)其核心的單片機(jī)系統(tǒng)。從一開始就有一個(gè)單片機(jī)芯片選型問題。面對(duì)不同字長(zhǎng)，如 4 位、8 位、16 位，各具特色的單片機(jī)芯片如何進(jìn)行選擇。首先要滿足所設(shè)計(jì)系原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763統(tǒng)的功能和性能要求；其次要選擇價(jià)格較低的芯片，不要盲目追求過多功能和過高性能；另外要選擇那些在國(guó)內(nèi)有成熟的開發(fā)系統(tǒng)和穩(wěn)定的供貨來源。如采用流行普遍使用的芯片，資料豐富，能有效地縮短開發(fā)周期。本課程設(shè)計(jì)目的是設(shè)計(jì)一種經(jīng)濟(jì)型的二坐標(biāo)數(shù)控工作臺(tái)，其功能比較簡(jiǎn)單，成本低。因而這里選用 MCS-51 系列的 8031 單片機(jī)作為CPU，它具有良好的性能價(jià)格比，且易擴(kuò)展。2）外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展MCS-51 的程序存儲(chǔ)器空間為 64K 字節(jié)。對(duì)于片內(nèi)無 ROM 的單片機(jī)（如 8031） ，或當(dāng)單片機(jī)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器容量不夠時(shí)，進(jìn)行程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展是必不可缺的。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器EPROM、EEPROM 、 ROM 等在原理上都可用作單片機(jī)的外部程序存儲(chǔ)器。由于 EPROM 價(jià)格低廉，性能可靠，所以單片機(jī)外部擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器一般為 EPROM 芯片（紫外線可擦除、電可編程的只讀存儲(chǔ)器） ，掉電后信息不會(huì)丟失。在選擇外部程序存儲(chǔ)器電路時(shí)，應(yīng)注意電路的讀取時(shí)間能否與 MCS-51 的 PESN 信號(hào)匹配。其片選端接地。由于本設(shè)計(jì)程序容量不大，因而選用 2764 作為外部程序存儲(chǔ)器。3）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展對(duì)大多數(shù)控制性應(yīng)用場(chǎng)合，MCS-51 系列單片機(jī)內(nèi)部 RAM 已能滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求。對(duì)需要較大容量數(shù)據(jù)緩沖器的應(yīng)用系原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763統(tǒng)，就需要在單片機(jī)的外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在電氣原理圖中根據(jù)設(shè)計(jì)功能要求選用一片 6264 作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。圖中其高 5 位地址線 A8～A12 由 8031 的 P2.0~P2.4 口線提供，低 8 位地址線 A0~A7 接地址鎖存器 74LS373 輸出端。讀、寫控制信號(hào)分別接 8031 的 RD、WE。其片選信號(hào)通過地址譯碼法進(jìn)行選通。4）I/O 口擴(kuò)展電路本課程設(shè)計(jì)因采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置。為了降低成本，特采用可編程外圍并行接口芯片 8255。使其不僅完成驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的功能，同時(shí)完成與鍵盤/顯示器的接口操作功能。5）顯示器接口設(shè)計(jì)電氣原理圖中，由 10 片共陽極 LED 顯示塊拼成 10 位 LED 顯示器。為了簡(jiǎn)化硬件電路，采用動(dòng)態(tài)顯示方式。即所有位的段選線相應(yīng)地并聯(lián)在一起，由 8031 的 P1.0~P1.7 口來控制 LED 顯示器的段碼，而各位的位選線分別由相應(yīng)的 I/O 口線控制。即PC0~PC7、PB6~PB7 共 10 個(gè) I/O 口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。為了保證各位 LED 能夠顯示出本位相應(yīng)的顯示字符，而不出現(xiàn)閃爍，導(dǎo)致人眼看不清，必須根據(jù)人眼視覺暫留現(xiàn)象，選擇一個(gè)合適的掃描頻率。圖中選用 74LS07 進(jìn)行同相驅(qū)動(dòng)。6）鍵盤接口電路設(shè)計(jì)鍵盤實(shí)質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)的集合。電氣原理圖中采用矩陣式鍵盤接口，鍵盤接口電路通過 8255（U5）的 PA0~PA3 和原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763PC0~PC7、PB6~PB7 構(gòu)成行、列線。按照逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)（即掃描）來確定閉合鍵的位置。7）步進(jìn)電機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)對(duì)于本課程設(shè)計(jì)中選用的步進(jìn)電機(jī)，為五相，無論它工作在什么方式，都需要五路控制電路，并且每一路對(duì)應(yīng)于步進(jìn)電機(jī)的一相。而每一路控制電路的結(jié)構(gòu)是一樣的。電氣原理圖中通過 8255（U5）的 PB0~PB4 分別控制 X 方向步進(jìn)電機(jī)的五相。對(duì)于 Y 軸步進(jìn)電機(jī)通過 8255（U6 ）的 PC0~PC4 分別控制 Y 方向步進(jìn)電機(jī)的五相。8）其他（1）電源 整個(gè)系統(tǒng)的供電部分由[3]圖 4-11 提供。（2）限位開關(guān)及其反饋信號(hào)檢測(cè)選擇限位開關(guān)時(shí)可根據(jù)額定電壓、額定電流、開啟頻率、觸點(diǎn)數(shù)等參數(shù)進(jìn)行。選擇行程開關(guān)，安裝于導(dǎo)軌的兩端。其作用是控制信號(hào)的通斷，然后由單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)該信號(hào)的有無，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的換向與否的目的。原理圖中通過 8255（U5）的 PA4~PA7 口檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)是否到位，從而采取相應(yīng)的控制措施。九、參考文獻(xiàn)：[1] 濮良貴主編. 機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社,2001[2] 吳宗澤主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) .第二版.北京. 高等教育出版社.1999原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763[3] 樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[4] 尹志強(qiáng)等編著.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京.機(jī)械工業(yè)出版社,2007.5