機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合課程設(shè)計_x-y數(shù)控工作臺設(shè)計說明書1(存儲版)
【正文】 社 ,2021 [10] 濮良貴 ,記名剛 .機(jī)械設(shè)計 [M].北京 :高等教育出版社 ,2021 [11] 吳振彪 .機(jī)電綜合設(shè)計指導(dǎo) [M].湛江 :湛江海洋大學(xué) ,1999 [12].楊入清 .現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計 — 系統(tǒng)與結(jié)構(gòu) [M].上海 :上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 ,2021 [13].張立勛 ,孟慶鑫 ,張今瑜 .機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計 [M].哈爾濱 :哈爾濱工程大學(xué)出版社 ,2021 。 四、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 總體方案 對于 AT89S51 的程序設(shè)計，由于所需實現(xiàn)的功能較簡單，采用匯編的形式。 驅(qū)動 1 X 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動 2 Y 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動 3 外部中斷 1 外部中斷 2 AD0~AD7 CE IO/M PB 口 PA 口 PC口 AT89S51 鍵盤 電磁鐵 8155 1115 圖 34 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路圖 該電路中的功放電路是一個單電壓功率放大電路，當(dāng) A 相得電時，電動機(jī)轉(zhuǎn)動一步。 因此硬件 CPU選用 AT89S51， AT 表示 ATMEL 公司的產(chǎn)品， 9 表示內(nèi)含 Flash 存儲器，S 表 示含有串行下載 Flash 存儲器。 硬件系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)注意幾點：電機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、響應(yīng)性能好、造價低、可維護(hù)性、人機(jī)交互界面可操作性比較好。電機(jī)的有關(guān)參 數(shù)見表 22。 ⑶、傳動效率計算 7 . 2 6 0 . 9 7 3( ) ( 7 . 2 6 0 . 2 )tg tgtg tg?? ??? ? ??? 式中： ? —— 摩擦角； ? —— 絲杠螺紋升角。并采用雙排兩列 4個直線滾動軸承來實現(xiàn)滑動平臺的支撐。為提高傳動剛度和消除間隙，采用預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。115 提供全套，各專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 215 一、總體方案設(shè)計 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一個數(shù)控 XY 工作臺及其控制系統(tǒng)。 （ 2） XY 工作臺的傳動方式 為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，又要求結(jié)構(gòu)緊湊，所以選用絲杠螺母傳動副。 、滾動導(dǎo)軌的參數(shù)確定 ⑴、導(dǎo)軌型式： 圓形截面滾珠導(dǎo)軌 ⑵、導(dǎo)軌長度 ① 上導(dǎo)軌（ X 向） 取動導(dǎo)軌長度 100Bl ? 315 動導(dǎo)軌行程 L=50 支承導(dǎo)軌長度 100+50=150 ② 下導(dǎo)軌（ Y 向） 50l? 100Bl ? 150L? 選擇導(dǎo)軌的型號： GTA16 ⑶、直線滾動軸承的選型 ① 上導(dǎo)軌 Gx=87+100=187 ② 下導(dǎo)軌 Gy=274 由于本系統(tǒng)負(fù)載相對較小，查表后得出 LM10UUOP型直線滾動軸承的額定動載荷為 370N，大于實際動負(fù)載；但考慮到經(jīng)濟(jì)性等因素最后選擇 LM16UUOP型直線滾動軸承。 ⑵、滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)計算 表 21 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號 計算公式和結(jié)果 螺紋滾道 公稱直徑 0d 10 螺距 t 4 接觸角 ? 45 鋼球直徑 qd 2 螺紋滾道法面半徑 R 0. 52 1. 04qRd?? 偏心距 e ? ?/ 2 sin 0 .0 3qe R d ?? ? ? 螺紋升角 ? 0a rc 7 .2 6ttg d? ??? 螺桿 螺桿外徑 d ? ?0 ~ d d? ? ? 螺桿內(nèi)徑 ld 0 2 2 7 .9 8ld d e R? ? ? ? 螺桿接觸直徑 zd 0 c os 8. 59zqd d d ?? ? ? 螺母 螺母螺紋外徑 D 0 2 2 12. 02D d e R? ? ? ? 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 1D ? ?10 0. 2 ~ 0. 25 5 10 .5qD d d? ? ? 見表 21?？紤]到重力影響， Y向電機(jī)負(fù)載較大，因此 取 G=Gy=274 所以 ? ?3 6 0 . 0 1 2 4 . 7 0 . 0 3 2 8 7 1 . 3 3 ( )2 1 . 5 0 . 9 6T N c m?? ? ????? 若不考慮啟動時運動部件慣性的影響，則啟動力矩 ~ TT ? 取安全系數(shù)為 ，則 ? ?1 .3 3 4 .4 20 .3qT N cm?? 對于工作方式為三相六拍的三相步進(jìn)電機(jī) m ax 66qj TT ?? ? ?Ncm ⑶、步進(jìn)電機(jī)的最高工作頻率 m a xm a x 1000 1 0 0 0 1 1 6 6 7 ( )6 0 6 0 0 . 0 1pVf H z? ?? ? ?? 查表選用兩個 45BF005Ⅱ型步進(jìn)電機(jī)。 9
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