機(jī)電傳動(dòng)同步帶設(shè)計(jì)說明-文庫吧
2025-03-25 00:05 本頁面
【正文】 切割機(jī)，所以移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量選擇10kg,負(fù)載阻力為零組成： 步進(jìn)電機(jī)、同步帶輪、同步皮帶、滑動(dòng)導(dǎo)軌主要采用同步皮帶和同步輪的簡單傳動(dòng)方式，同步帶在帶的工作面及帶輪外圓周上均制成齒形，通過帶輪與帶齒相嚙合，作無滑移的嚙合傳動(dòng)。同時(shí)，帶內(nèi)采用了承載后無彈性伸長的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主、從帶輪作無滑差的同步運(yùn)動(dòng)。 計(jì)算及說明結(jié)果 作用在滑塊上的力 F∑=(m1+m2)g=10*=98N 滑動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦阻力 Ff=μF∑=*98= 1）傳遞的功率：P=Ffv== 2）功率：Pd=KAPKA ——— 工況系數(shù)，查表Bamp。C6Pd=KAP== 3)按功率初選電機(jī)空載啟動(dòng)轉(zhuǎn)速為225r/min的57BYG450E步進(jìn)電機(jī),電機(jī)直接連接皮帶輪按運(yùn)行速度的要求，由表Bamp。C初選帶輪的參數(shù)為 XL型 Pb=Z=28d=da=應(yīng)設(shè)計(jì)要求，主帶輪直徑等于從帶輪直徑3)運(yùn)行速度驗(yàn)算： 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)頻率為280Hz時(shí)v=2πn*d/2*60=所以能符合速度要求 4）初定軸間距a0≥L+d+Lh+2*Ly=取a0=5）求帶長： L0=2a0+π*(d1+d2)/2+(d2d1)2/4a0= 查表Bamp。C3得Lp=3048mm6)實(shí)際軸間距a=a0+(LPL0)/2=1453mm7)基本額定功率 查表Bamp。C12得Ta=，m= P0=(Tamv2)v/1000= 8)帶寬 = 9)作用在軸上的力 Fr=1000Pd/v= 10)預(yù)緊力 查表Bamp。C13 取F0=60N已知參數(shù)：工作臺(tái)與負(fù)載重量G==98N工作臺(tái)與導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)u= 脈沖當(dāng)量：一個(gè)指令脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離α==2πα*d/(2*360)=符合定位精度要求 空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩TLF 1）穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩M1：M1=Ff*(d1/2)*103=*()*103=m 2）電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)矩：帶輪用塑料材質(zhì)，帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jd=*103kgm2折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1，J1=2*Jd*(wm/w)2=2*Jd/i2=*103kgm2 負(fù)載和工作臺(tái)折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J2，取負(fù)載和工作臺(tái)質(zhì)量為10kgJ2=m*(v/w)2=10*(d1/2)2=*103kg?m2 同步帶折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J3估算同步帶的單位長度密度為m0= J3= m*(v/w)2=m0*Lp*(d1/2)2=*103 kg?m2 折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)矩為JJ=J1+J2+J3=*103kgm2根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)距M1=m和電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL=*103kgm2,選定電動(dòng)型號57BYG450E為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)的最大靜扭距Tmax=1Nm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=*105kgm2為了使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)能力: Tmax/M1=1/0. 222=2所以該電機(jī)帶慣性負(fù)載時(shí)能夠起動(dòng)且負(fù)載啟動(dòng)時(shí)間符合要求以上計(jì)算，選57BYG450E型號步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，能滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)工作情況以及滾珠絲杠的受力，初選軸承為深溝球軸承，型號為6000基本額定載荷為：C0= ，C0r= 因?yàn)檩S承只受徑向力Fr為徑向外載荷 Fr=Fa為軸向外載荷 Fa=0計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：P=fpFr=*= 計(jì)算軸承的壽命:取溫度系數(shù) ft=1故 因?yàn)長n12000 所以軸承符合要求6000深溝球軸承基本尺寸內(nèi)圈直徑 d=10mm外圈直徑 D=26mm軸承寬度 B=8mm靜載荷 C0=動(dòng)載荷 C0r= 圖2 深溝球滾珠軸承鍵許用擠壓應(yīng)力， 帶輪軸上的鍵根據(jù)該處軸的直徑d = 8mm，取bh=22采用B型鍵，根據(jù)GB/T10952003,GB/T10962003暫選：鍵 B26 GB/T10962003T=uGr=m所以鍵符合要求由已知條件選擇脂潤滑，密封裝置為毛氈圈。F∑=98Nμ=Ff= P=KA=Pd=選LPb= z1=28d1= z2=28d2=n=v=a0=L0=LP=3048mma=1453mmTa=245Nm=?m1P0=bs0 =bs=Fr=F0=60N TLF =mM1=?mJ1=*103kgm2 J2=*103kg?m2J3=*103 kg?m2J= *103kgm2C0=C0r=Fr=Fa=0P=ft=1n=Ln=*107h鍵 B26T=uGr=?m符合要求 控制系統(tǒng)的基本組成 圖3 開環(huán)電機(jī)單向數(shù)控平臺(tái)控制系統(tǒng)組成 電器元件的選型步進(jìn)電機(jī)是一種特殊的機(jī)電元件,不能直接接到交直流電源上工作,必須使用專用的驅(qū)動(dòng)器。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低、升速或降速、啟動(dòng)或停止都完全取決于CP脈沖的有無或頻率。環(huán)形分配器用來接受來自控制器的CP脈沖信號，并按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作方式要求的各相脈沖信號狀態(tài)順序產(chǎn)生各相導(dǎo)通或截止的信號，但是環(huán)形分配器的輸出電流很小，不能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因此需要功率放大器實(shí)現(xiàn)對脈沖分配回路輸出的弱信號進(jìn)行放大，產(chǎn)生電機(jī)脈沖信號工作所需的激磁電流。其控制流程如下圖所示：圖4 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)圖AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。對于本小型系統(tǒng)此芯片功能、容量、價(jià)格都合適。ULN2803，八路NPN達(dá)林頓連接晶體管陣系列特別適用于低邏輯電平數(shù)字電路（諸如TTL, CMOS或PMOS/NMOS）和較高的電流/電壓要求之間的接口，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)用和消費(fèi)類產(chǎn)品中的燈、繼電器、打印錘或其它類似負(fù)載中。所有器件具有集電極開路輸出和續(xù)流箱位二極管，用于抑制躍變。ULN2803的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)TTL系列兼容，而ULN2804 最適于6至15伏高電平CMOS或PMOS。此晶體管用作功率放大器，
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