經(jīng)濟型數(shù)控銑床X－Y工作臺設(shè)計課程設(shè)計說明書附CAD圖紙
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- 經(jīng)濟型數(shù)控銑床X－Y工作臺設(shè)計課程設(shè)計說明書
目錄
1. 總體方案的確定……………………………………………………………… 5
1.1. 設(shè)計參數(shù)…………………………………………………………………………… 5
1.2. 初選步進電動機和絲杠…………………………………………………………… 6
1.3. 初定工作臺尺寸…………………………………………………………………… 6
1.4. 系統(tǒng)組成框圖……………………………………………………………………… 7
2. 機械部分的設(shè)計……………………………………………………………… 8
2.1計算切削力………………………………………………………………………… 8
2.2導(dǎo)軌摩擦力計算…………………………………………………………………… 9
2.3計算滾珠絲杠螺母副的軸向負載力……………………………………………… 9
2.4滾珠絲杠的動載荷計算和直徑估算……………………………………………… 9
1） 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程 ………………………………………………………… 9
2）計算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速和平均載荷 ……………………………… 10
3)確定滾珠絲杠語氣的額定動載荷……………………………………………… 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………………………………………… 12
6）由公式確定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力………………………………………… 12
7）計算滾珠絲杠螺母副的目標(biāo)行程補償值與預(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………………………………… 12
9)滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗………………………………………………… 13
10）計算機械傳動系統(tǒng)的剛度……………………………………………………… 14
11)驅(qū)動電動機的選型與計算………………………………………………………… 15
12）機械傳動系統(tǒng)的動態(tài)分析……………………………………………………… 18
13）機械傳動系統(tǒng)的誤差計算與分析……………………………………………… 19
14）確定滾珠絲杠螺母副的精度等級和規(guī)格型號………………………………… 19
3.數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………… 21
3.1硬件設(shè)計………………………………………………………………………… 21
3.2步進電機開環(huán)伺服原理………………………………………………………… 22
3.3步進電動機的控制框圖………………………………………………………… 22
3.4軟件程序設(shè)計…………………………………………………………………… 23
4.心得體會…………………………………………………………………………… 26
5.參考資料…………………………………………………………………………… 26
設(shè)計目的
數(shù)控機床課程設(shè)計是機電一體化專業(yè)教學(xué)中的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(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)系實際、解決實際問題能力的重要步驟。本課程設(shè)計是以機電一體化的典型課題---數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計方案的擬定為主線，通過對數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計總體方案的擬定、進給伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計，計算以及控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，使學(xué)生能夠綜合應(yīng)用所學(xué)過的機械、電子和微機方面的知識，進行一次機電結(jié)合的全方面訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生具有初步設(shè)計計算的能力以及分析和處理生產(chǎn)過程中所遇到的問題的能力。
設(shè)計要求
課程設(shè)計是機床數(shù)控系統(tǒng)課程的十分重要實踐環(huán)節(jié)之一。通過課程設(shè)計可以初步樹立正確的設(shè)計思想，了解有關(guān)的工業(yè)政策，學(xué)會運用手冊、標(biāo)準、規(guī)范等資料；培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的實際能力，并在教師的指導(dǎo)下，系統(tǒng)地運用課程和選修課程的知識，獨立完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)。
課程設(shè)計的內(nèi)容是改造設(shè)備，實現(xiàn)以下幾部分內(nèi)容的設(shè)計訓(xùn)練。如精密執(zhí)行機構(gòu)（或裝置）的設(shè)計、計算機I/O接口設(shè)計和驅(qū)動電路以及數(shù)控化電氣原理設(shè)計等。
說明書的內(nèi)容應(yīng)包括：課程設(shè)計題目總體方案的確定、系統(tǒng)框圖的分析、電氣執(zhí)行元件的選用說明、機械傳動設(shè)計計算以及機械和電氣及其他部分（如環(huán)形分配器等）的說明。
該課程設(shè)計的內(nèi)容及方法，可以歸納如下：
1.采用微型計算機（包括單片機）進行數(shù)據(jù)處理、采集和控制。主要考慮計算機的選擇或單片機構(gòu)成電路的選用、接口電路、軟件編制等。
2.選用驅(qū)動控制電路，對執(zhí)行機構(gòu)進行控制。主要考慮計算機的選擇或單片機構(gòu)成電路的選用，考慮電機選擇及驅(qū)動力矩的計算，控制電機電路的設(shè)計。
3.精密執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計。主要是考慮數(shù)控機床工作臺傳動裝置的設(shè)計問題：要弄清機構(gòu)或機械執(zhí)行元件的主要功能（傳動運動、動力、位置裝置、微調(diào)、精密定位或高速運轉(zhuǎn)等），進行力矩、負載功率、慣性（轉(zhuǎn)動慣量）、加（減）速控制和誤差計算。
4.學(xué)會使用手冊及圖表資料。
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