X-Y双坐标工作台装配图【课程论文+CAD].rarX-Y双坐标工作台装配图【课程论文+CAD].rar

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1长 春 工 业 大 学课 程 设 计 说 明 书课程设计名称 《机械制造装备设计》课程设计专 业 机械工程及自动化(机制方向)班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 年 月 日2目录x-y 双坐标联动数控工作台设计………………….………………………...3(一)技术数据………………………………………….…………………..3(二)设计要求………………………………………….…………………..3A.初选电动机…………………………………….……………………3B.滚珠丝杠设计………………………………….……………………4C.滚动导轨的选取………………………………….…………………5D.确定步进电机…………………………………….…………………7摘要………………………………….……………………………………9心得体会………………………………….……………………………………10参考资料………………………………….……………………………………113设计题目: x-y 双坐标联动数控工作台设计(一) 技术数据:工作台长×宽(mm):450*310工作台工作重量:3300N工作台行程: △x=70mm△y=70mm脉冲当量:0.005~0.008mm/P(二)设计要求(1)工作台进给运动来用滚珠丝杠螺旋传动。(2)滚珠丝杠支撑方式:双推————简支型。(3)驱动电机为反应式步进电机。(4)步进电机与滚珠丝杠间采用齿轮降速,要求消除齿轮传动间隙。A.初选电动机步距角 且 取 0.006pi/360传动系统传动比,因电动机通过一对齿轮啮合与滚珠丝杠副相连,故取 i=4;滚珠丝杠副导程,取 6mm。故 4.16/0.36由步距角初选电动机型号:75BF001 3 相 6 拍 查 3—1《机电传动控制》4最大静转矩:0.392N M 空载起动频率:1750 步/sB.滚珠丝杠设计由表 3-1由于空载起动频率 500 步/s 故:1750×60=105000 步/min105000 步/min×1.5=175000 步/min则 n 丝=157500r/min/4×360=109.375r/min1. 计算动载荷 CjCj=L1/3×KF×KH×Fa由 KF=1.2,KH=1.1L=60×n×T/106 且 T=15000L=60×109.375r/min×15000/106=98.44mm切轴向工作载荷 Fa=4000N 且 fw=1Cj=(98.44)1/3×1.2×1.1×4000=14379.27(1) 根据动载荷 Cj=14379.27N 选择滚珠丝杠副查表 2-9《机电一体化设计基础》选择滚珠丝杠代号:4006-25中径:d 中=40mm d 大=39.5mm导程 p=6mm螺旋角 2°44′ 滚珠直径 d 滚=3.969mm(2)计算临界转速 nk5由公式 由表 4 知 21)(90ldfc93.fc67.0滚道半径: mR06.29.350.偏心距: me 12.594.7.27.0 丝杠内径: ReDd76.304.6.20201且 m361 min/40.253690).87(2rnk 由于 ,故所选电动机满足要求,丝杠工作时不会k丝发生共振。( 3)压杠稳定性计算且 E= lIFakE2Pa106.38124419.6dIa7.0NFk 00.721212 89.3. 则安全系数 437.1489kS查表 2—10, 《机电一体化设计基础 》 ,[S]=2.5~3.3 故 S>[S], 丝杠是安全的,不会失稳。6C.滚动导轨的选取计算行程长度寿命1Ts由公式 且kmnLhss1062Ls80且电动机空载运行时,工作台的速度为: sV/94.630175.则 故 n 取 4 次12slvnkmkmThs 7200156.2106计算动载荷2Cj且 F=3300N 滑座个数 m=4。 fkHCTwjmsF31一般取 k=50km 温度系数 , 接触系数 ,1fT 81.0fC硬度系数 ,负载系数9.0fH2.WNCj 057169.08142.331查表 2-13,则选滚动直径导轨的型号:HJG-D25D 步进电机转距校核空载起动时电机轴总的负载转距1 Tq7Tujq0根据传动比取齿轮齿数,由表 3-6 《机械制造装备》 Z1= 16,Z 2=64, m=2因此 d1=Z1m= d2=Z2m= 3612864b2= 58.1.02D.确定步进电机A 电动机轴上总当量负载转动惯量丝杠副的等效直径为 mm.40JS= xDmR42232842XD= 3210.70.13= kg4.842m将各传动件转动惯量及工作台质量折算到电动机轴上。则当量负载转动惯量 2444 222 103.10.107. 614.36.86mkgiPiJsd  惯量匹配验算电动机轴转动惯量 Jm 满足 14mdJ合理负载能力校验J= Jm+Jd=1.07 44103.2= 10.3mkg8JTtWmax)(pJ60)1.(3214.08.73mN4.guiPTu2 mN39.048.01436)(220FiT)9.01(348.01362mN7.TuJq .0Tw = PF0/2∏ i= 0.006 4000/(2 3.14 0.8 4)=0.119N MT1=Tw+Tu+T0=0.119+0.039+0.076=0.234N MTs1=Tq/C=0.88/2.866=0.307N MTs2=T1/(0.3~0.5)=0.234/(0.3~0.5)=0.152N M由于 T S>{Ts1 , Ts2}故所选电动机满足要求。A. 深沟球轴承(GB/T276—1994 )d D B d2 D2 Da da 型号930 55 9 38.1 47 52.6 32.4 16006B. 推力球轴承(GB/T 301 —1995)d D T1 d1 D2 B da Da 型号30 68 36 42 68 9 40 51 52208摘要X-Y 数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单。实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。X-Y 数控工作台机电系统设计是利用 8031 单片机,及2764,6264 存储器及 8155 芯片等硬件组成,在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。其基本思想是:通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工,每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转,同时通过 8155(1)将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀,电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单,条件明确在经济型数控中应用较多。中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充,编制较为方便,便于向多处理方向发展。X-Y 数控工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。其工作原理是:每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场;由于步进电机通的是三相交流电所以输入的脉冲数目及时间间隔不同,转子的旋转快慢及旋10转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体既转子切割磁力线时具有力的作用,从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动,所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。本题目是步进电机,微型计算机,插补原理,汇编语言的综合应用,本题目设计得到了老师的帮助和支持,最后由关英俊老师审定,在此表示感谢。因本人水平有限,错误和不足之处在所难免,处理问题也有不妥之处,敬请相关老师批评指正。 心得体会:这次课程设计,是我把理论转换为实际的一次检验,通过这次课程设计使我学会了如何熟练的运用我所掌握的理论知识,在老师的帮助下还学会了一些在工厂里才能学到的东西。比如说,书上只能教会我怎么来设计以及校核一根轴或一个齿轮,但是,在实际设计这个传动系统的过程中,不仅要会设计和校核,还要考虑到装备以及加工时所遇到的一些问题。即使设计的机构再完美,零件不便加工或无法装配也无济于事。这次课程设计是在我走向工作岗位前的一次有效的练兵,我很好的把握住了这个机会,就想我前面说的通过它我学会了很多。
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