經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床X－Y工作臺(tái)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)附CAD圖紙
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- 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床X－Y工作臺(tái)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
目錄
1. 總體方案的確定……………………………………………………………… 5
1.1. 設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………………… 5
1.2. 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和絲杠…………………………………………………………… 6
1.3. 初定工作臺(tái)尺寸…………………………………………………………………… 6
1.4. 系統(tǒng)組成框圖……………………………………………………………………… 7
2. 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 8
2.1計(jì)算切削力………………………………………………………………………… 8
2.2導(dǎo)軌摩擦力計(jì)算…………………………………………………………………… 9
2.3計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力……………………………………………… 9
2.4滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算和直徑估算……………………………………………… 9
1） 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程 ………………………………………………………… 9
2）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速和平均載荷 ……………………………… 10
3)確定滾珠絲杠語(yǔ)氣的額定動(dòng)載荷……………………………………………… 11
4）按精度要求確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑…………………………… 11
5）初步確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào)………………………………………… 12
6）由公式確定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力………………………………………… 12
7）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的目標(biāo)行程補(bǔ)償值與預(yù)拉伸力………………………… 12
8）確定滾珠絲杠螺母副支承用軸承的規(guī)格型號(hào)………………………………… 12
9)滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn)………………………………………………… 13
10）計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度……………………………………………………… 14
11)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算………………………………………………………… 15
12）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析……………………………………………………… 18
13）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差計(jì)算與分析……………………………………………… 19
14）確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào)………………………………… 19
3.數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 21
3.1硬件設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 21
3.2步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)伺服原理………………………………………………………… 22
3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制框圖………………………………………………………… 22
3.4軟件程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………… 23
4.心得體會(huì)…………………………………………………………………………… 26
5.參考資料…………………………………………………………………………… 26
設(shè)計(jì)目的
數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計(jì)是機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課，特別是“數(shù)控技術(shù)”課程后應(yīng)用的，它是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要步驟。本課程設(shè)計(jì)是以機(jī)電一體化的典型課題---數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的擬定為主線(xiàn)，通過(guò)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案的擬定、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)，計(jì)算以及控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠綜合應(yīng)用所學(xué)過(guò)的機(jī)械、電子和微機(jī)方面的知識(shí)，進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的全方面訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生具有初步設(shè)計(jì)計(jì)算的能力以及分析和處理生產(chǎn)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題的能力。
設(shè)計(jì)要求
課程設(shè)計(jì)是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)課程的十分重要實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以初步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，了解有關(guān)的工業(yè)政策，學(xué)會(huì)運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等資料；培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的實(shí)際能力，并在教師的指導(dǎo)下，系統(tǒng)地運(yùn)用課程和選修課程的知識(shí)，獨(dú)立完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)。
課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是改造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)以下幾部分內(nèi)容的設(shè)計(jì)訓(xùn)練。如精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)（或裝置）的設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)I/O接口設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)電路以及數(shù)控化電氣原理設(shè)計(jì)等。
說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容應(yīng)包括：課程設(shè)計(jì)題目總體方案的確定、系統(tǒng)框圖的分析、電氣執(zhí)行元件的選用說(shuō)明、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算以及機(jī)械和電氣及其他部分（如環(huán)形分配器等）的說(shuō)明。
該課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法，可以歸納如下：
1.采用微型計(jì)算機(jī)（包括單片機(jī)）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、采集和控制。主要考慮計(jì)算機(jī)的選擇或單片機(jī)構(gòu)成電路的選用、接口電路、軟件編制等。
2.選用驅(qū)動(dòng)控制電路，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。主要考慮計(jì)算機(jī)的選擇或單片機(jī)構(gòu)成電路的選用，考慮電機(jī)選擇及驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算，控制電機(jī)電路的設(shè)計(jì)。
3.精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。主要是考慮數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)問(wèn)題：要弄清機(jī)構(gòu)或機(jī)械執(zhí)行元件的主要功能（傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力、位置裝置、微調(diào)、精密定位或高速運(yùn)轉(zhuǎn)等），進(jìn)行力矩、負(fù)載功率、慣性（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）、加（減）速控制和誤差計(jì)算。
4.學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。
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