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设计名称
X-Y数控工作台机电系统设计[课设]
设计编号
K002
设计软件
AutoCAD, Word
包含内容
见右侧图片
说明字数
5300字
图纸数量
见右侧图片
推荐指数
较高
价格:
价格优惠中
整理日期
2013.09.26
整理人
小林
购买流程
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设计简介

设计描述:
文档包括:
word版设计说明书一份,21页,约5300字
CAD版本图纸,共4张

目录

一.设计任务书………………………………………………………
二.方案的分析与撰写………………………………………………
三.机械系统设计……………………………………………………
 3.1.结构设计………………………………………………………
3.2.导轨的选择……………………………………………………
3.3.丝杆的选择与校核……………………………………………
3.4.步进电机与联轴器选择………………………………………
四.控制系统设计……………………………………………………
4.1.控制系统总体设计……………………………………………
4.2.电机的选择与校核……………………………………………
4.3.驱动器的选择…………………………………………………
4.4.控制器的选择…………………………………………………
五.控制软件设计……………………………………………………
六.设计小结…………………………………………………………
七.参考资料…………………………………………………………
八.设计日志…………………………………………………………
九.参考公式…………………………………………………………

 

一.设计任务书

设计题目:X-Y数控工作台机电系统设计
任务:设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台,主要参数如下:
1)立铣刀最大直径d=12mm;
2)立铣刀齿数Z=2;
3)最大铣削宽度 ;
4)最大背吃刀量 ;
5)加工材料为碳钢;
6)X、Y方向的脉冲当量 /脉冲;
7)X、Y方向的定位精度均为 ;
8)台面尺寸为200mm×200mm,加工范围为100mm×100mm;
9)最快移动速度 ;
10)最大中心负载N=15kg;
11)重复定位精度小于0.005mm;
12)传动方式:丝杆直连;
13)结构形式:中心驱动、侧边驱动。

二.方案的分析与撰写
经过组内讨论,我们决定选二维水平滑台作为我们的设计题目,其三维图形如下:
 
总体方案图:
 
总体方案的确定:
⑴、机械传动部件的选择
①、 丝杠螺母副的选择
步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动,需要满足初选0.01mm脉冲当量,因为定位精度±0.02mm,对于机械传动要有一定的精度损失,大约是1/3-1/2的定位精度,现取为1/2,即是±0.01mm和±0.02mm的定位精度,滑动丝杠副无法做到,只有选用滚珠丝杆副才能达到要求,滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。
同时选用内循环的形式,因为这样摩擦损失小,传动效率高,且径向尺寸结构紧凑,轴向刚度高。
由于定位精度不高,故选择的调隙方式是垫片调隙式,这种调隙方式结构简单,刚性好,装卸方便。
由于工作台最快的移动速度40mm/s,所需的转速不高,故可以采用一般的安装方法,即一端固定,一端游动的轴承配置形式。
②、导轨副的选用
要设计数控铣床工作台,需要承受的载荷不大,而且脉冲当量小,定位精度高,因此选用直线滚动导轨副,它具有摩擦系数小,不易爬行,传动效率高,结构紧,安装预紧方便等优点。
③、伺服电机的选用
选用步进电动机作为伺服电动机后,可选开环控制,也可选闭环控制。任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏低,为了确保电动机在运动过程中不受切削负载和电网的影响而失步,决定采用开环控制,任务书初选的脉冲当量尚未达到0.001mm,定位精度也未达到微米级,空载最快移动速度也只有3000mm/min,故本设计不必采用高档次的伺服电机,因此可以选用混合式步进电机,以降低成本,提高性价比。
④、减速装置的选用
选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后,为了圆整脉冲当量,放大电动机的输出转矩,降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量,可能需要减速装置,且应有消间隙机构,如果要选用减速装置,则应选用无间隙齿轮传动减速箱。

⑵、控制系统的设计
    ①、设计的X-Y工作台准备用在数控铣床上,其控制系统应该具有轮廓控制,两坐标直线插补与圆弧插补的基本功能,所以控制系统设计成连续控制型。
②、对于步进电动机的开环控制系统,选用MCS-51系列的8位单片机AT89S52作为控制系统的CPU,能够满足任务书给定的相关指标。
③、要设计一台完整的控制系统,在选择CPU之后,还要扩展程序存储器,I/O接口电路,D/A转换电路,串行接口电路等。
④、选择合适的驱动电源,与步进电动机配套使用。
三.机械系统设计
机械系统设计包括电机、丝杆、导轨、联轴器等标准器件的选择;底板、轴承座、电机座等零件的设计。具体设计计算过程如下:
3.1.结构设计

 

部分图纸
截图




说明:
如需了解本设计的具体详细信息请联系本站客服,说明看哪个设计(编号)哪个详细部分,我们将远程或截图给您观看.
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