【正文】 第三章珠絲杠滾副的預(yù)緊方法有：雙螺母墊片式預(yù)緊，雙螺母螺紋式預(yù)緊，雙螺母齒差式預(yù)緊，單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊以及過盈滾珠預(yù)緊等幾種。這個軸向負(fù)載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動負(fù)載 C，計算如下： 式中：——滾珠絲杠導(dǎo)程，初選； ——最大切削力下的進(jìn)給速度，可取最大進(jìn)給速度的（），此處 取 ； ——使用壽命，按； ——運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)?。? ——壽命，以轉(zhuǎn)為1單位。圖31 縱向進(jìn)給系統(tǒng)計算簡圖（1）絲杠的拉伸或壓縮變形量查《課程設(shè)計指導(dǎo)書》P17，圖42，根據(jù) ，查出，可算出 由于兩端均采用向心推力球軸承，且絲杠又進(jìn)行了 預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可以提高4倍。表32 傳動齒輪的幾何參數(shù)齒 輪 編 號齒數(shù)323224分度圓808060齒頂圓858565齒根圓齒寬202020中心距8070 齒輪齒數(shù)及技術(shù)參數(shù) 計算出傳動比i后,降速級數(shù)決定采用一對齒輪降速,因為進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳遞功率不大,一般?。?1~2,數(shù)控車床,銑床?。?2,此作業(yè)中?。?2。 =(3601775)/(2)N 2 . 估算步進(jìn)電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩Tqcm 3 . 計算最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax 四相35 如取五相10拍,則 cm 4 . 初選步進(jìn)電機(jī)型號 根據(jù)估算出的最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax在國產(chǎn)BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表中查出130BF001最大靜轉(zhuǎn)矩為931N J1,J2—齒輪Z1,Z2的轉(zhuǎn)動慣量 (kgcm2=cm2 Js=(10344170)kg J電機(jī)=(1~4)J∑cm2 總慣量: nmax=(υmax/δp))(θb/360) 將前面數(shù)據(jù)代入,式中各符號意義同上 =(2π102)/(60)Ncm cm T負(fù)1 =++=cm 5) 加速切削 T負(fù)4=T切+T摩+T慣 =++ T電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩=(2~5)T負(fù)4 取2倍 等效轉(zhuǎn)動慣量計算1 . 運(yùn)動件的轉(zhuǎn)動慣量J∑可由下式計算: 計算簡圖見圖31傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量可由下式計算：式中——步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量、——齒輪、的轉(zhuǎn)動慣量——滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量。 電機(jī)力矩計算 機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)矩不同，下面分別按各階段計算：（1）快速空載起動力矩 在快速空載起動階段加速力矩占的比例較大，具體計算公式如下： 將前面的數(shù)據(jù)帶入，式中各符號意義同前。 最大靜力矩： 按此最大靜轉(zhuǎn)矩從下表33（源數(shù)據(jù)來自網(wǎng)站）查出，110BYG3503型最大靜轉(zhuǎn)矩為。 位度　VAKHZKHZ（)（mm)110BYG350131102205121600=3011144110BYG350231102205161600=3015182110BYG350331102205201600=3018261 計算步進(jìn)電動機(jī)空載起動頻率和切削時的工作頻率 從上表33查出110BYG3503型步進(jìn)電動機(jī)空載起動頻率為，圖32查出運(yùn)行頻率為，且根據(jù)下圖32 b）藍(lán)色背景區(qū)所示可知。 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 數(shù)控系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成。機(jī)床硬件電路由以下五部分組成： （4）接口，即I/O輸入/輸出接口電路； MCS—51系列單片機(jī)的選用 MCS—51系列單片機(jī)主要有三種型號的產(chǎn)品：8038051和8751。 一、8031單片機(jī)的基本特性 8031單片機(jī)具有以下幾個特點(diǎn)： （1）具有功能很強(qiáng)的8位中央處理單元（CPU）； （2）片內(nèi)有時鐘發(fā)生電路（6MH或12MH）、每執(zhí)行一條指令時間為 或 ； （3）片內(nèi)具有128字節(jié)的RAM； （4）具有21個特殊寄存器。Vss：地電平。 XTAL2：振蕩器的反向放大器輸出和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。在存取外部存儲器時，該端口分時地用作低8位的地址線和8位雙向的數(shù)據(jù)端口（在此時內(nèi)部上拉電阻有效）。 （4）— 端口3的引腳。 RXD (串行輸入口) INT0 (外部中斷) （1）PSEN：程序存儲器的使能引腳，是外部程序存儲器的選通信號，低電平有效。因為8031芯片沒有內(nèi)部程序存儲器，所以EA必須接地。所以訪問外部存儲器時，ALE信號鎖存低8位地址。在振蕩器運(yùn)行時，使RST引腳至少保持兩個機(jī)器周期為高電平，可實現(xiàn)復(fù)位操作，復(fù)位后程序計數(shù)器清零，即程序從0000H單元開始執(zhí)行。 在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中的00H—1FH為四個工作寄存器區(qū)，其中： 2區(qū) 18H—1FH要確定采用哪個工作寄存器區(qū)，可通過標(biāo)志寄存器PSW中的RS0、RS1兩位來指定。 從20H—2FH是“位尋址”空間。 8031芯片內(nèi)部沒有程序存儲器，且僅有128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，因而再組成控制系統(tǒng)時可根據(jù)需要擴(kuò)展外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器。由于綜合作業(yè)設(shè)計要求擴(kuò)展的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器必須大于等于16KB，所以在此選取程序存儲器為一片27128數(shù)據(jù)存儲器為兩片6264。表中VIH表示輸入高電平，VIL表示輸入低電平，芯片的數(shù)據(jù)引腳是三態(tài)的，當(dāng)芯片未選中，即CS是高電平時，它們處于高阻狀態(tài)，不會影響其他芯片輸出狀態(tài)。 類型VCC引腳號 持 編（20） VIL VIH VIL VIL VIH VCC VPP（11—13，15—19） DOUT 高阻 DIN DOUT 高阻 由于單片機(jī)8031芯片的P0口是分時傳送低8位地址線和數(shù)據(jù)線，故8031擴(kuò)展系統(tǒng)中一定要有地址鎖存器。D LL L 上表是74LS373的真值表，表中： Q0——建立穩(wěn)態(tài)前Q的電平； G——輸入端，與8031ALE連高電平：暢通無阻低電平：關(guān)門鎖存。 EPROM低8位地址線A0—A7經(jīng)地址鎖存器與8031的P0口相連；EPROM高8位地址線A8—A15直接與8031的P2口相連。 存儲器的8位數(shù)據(jù)線D0—D7與8031芯片的P0口P0。（3）控制線的連接 8031與外部數(shù)據(jù)存儲器芯片的連接 譯碼電路設(shè)計 8031單片機(jī)允許擴(kuò)展64KB程序存儲器和64KB數(shù)據(jù)存儲器，這樣就需要擴(kuò)展多個外圍芯片，因而需要把外部地址空間分配給這些芯片，并且使程序存儲器各芯片之間、數(shù)據(jù)存儲器各芯片之間地址互相不重疊，以使單片機(jī)訪問外部存儲器時，避免發(fā)生沖突。因為這種地址編碼的方法，除了片內(nèi)地址線以外，剩余的高位地址線全部參加譯碼，故稱為全地址譯碼。在此選用了8255芯片和8279芯片。含義控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。它的P0口作為數(shù)據(jù)總線和地址線共用。RESET為復(fù)位控制，當(dāng)RESET輸入端出現(xiàn)高電平時，8031被初始化復(fù)位，在復(fù)位有效期向ALE、PSEN也輸出高電平。 ①8031的T0是片內(nèi)的定時器/計數(shù)器溢出中斷申請，由主軸后面的光電譯碼器輸入。其中PA口為輸入口，PA0—PA5作為功能鍵控制管理，分別控制編輯、空運(yùn)行、自動、手動I、手動II和回零。PC口是輸出口，PC0—PC3控制自動轉(zhuǎn)位刀架四個刀位的選刀。其中OUTB0—OUTB3 和OUTA0—OUTA3為輸出口，用于控制Z向、X向步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，Z向步進(jìn)電機(jī) 為五相，X向為三相。RL0—RL3接行線作為鍵盤的輸入口。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控語言編程，符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，其基本功能如下： （4）與主軸速度變換裝置配套，能自動更換主軸轉(zhuǎn)速； 程序段序號通常置于程序段首位。 輔助功能字M，該指令后續(xù)兩位數(shù)字。根據(jù)數(shù)控帶中T地址的數(shù)字，就能選擇刀具。 G92 LF X4200 T11 G01 LF W6100 U0 粗車外圓 LF X6400粗車倒角 LF G03 K3000 G01 U0 U0 粗車端面 LF 粗車外圓 N013 Z32000 G92 LF G00 M03 N003 F0030 W5900 Z19000 精車外圓 LF X6000 U0N009 I1800 G01 X7000 精車端面 LF X9000 Z32000考慮到企業(yè)的生產(chǎn)效率和投入成本，普通車床的數(shù)控化改造將是一個極為有意義的課題。此設(shè)計過程為期三個星期，在某某老師的指導(dǎo)下，本人將對普通車床進(jìn)行開環(huán)控制縱向進(jìn)給的改造。某某經(jīng)常為我們解答一系列的疑難問題，以及指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計思路，糾正我的錯誤。在此，我忠心地向他表示誠摯的感謝和敬意！其次我還要感謝和我同組設(shè)計的同學(xué)，從他們那里我也學(xué)到了不少的知識，在我們相互合作，相互幫助下，我們很好的解決了在設(shè)計中遇到的困難