【正文】 器選擇 29 地址鎖存器選擇 30 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 31 主控電路設(shè)計(jì) 31 I/O接口電路設(shè)計(jì) 31結(jié)論 33附錄 34參考文獻(xiàn) 42致謝 43緒 論中國數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不是很樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型的產(chǎn)品；技術(shù)密集型的產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)的國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在被削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗較大、產(chǎn)出率較低、環(huán)境污染較嚴(yán)重、對自然資源的破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模又偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力的薄弱、管理水平較落后等。傳動系統(tǒng)部分主要由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副傳動和蝸桿傳動組成；回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)控制系統(tǒng)部分主要由單片機(jī)、鍵盤顯示屏、I/O接口芯片和驅(qū)動器組成。的兩個方向上的端面孔位，所以采用換向閥控制雙作用氣缸進(jìn)行前進(jìn)和后退的狀態(tài)，采用手動分度擺桿帶動分度銷控制90176。 箱體設(shè)計(jì)自動分度回轉(zhuǎn)工作臺箱體起著支承并含有各種傳動的零件，像齒輪、軸承、軸等，使它們能能保持正常得運(yùn)動精度及運(yùn)動關(guān)系。圖23 步進(jìn)電機(jī)示意圖 步進(jìn)電機(jī) 啟動力矩計(jì)算 步進(jìn)電機(jī)選用兩相混合式步進(jìn)電動機(jī)，初步選擇步進(jìn)電機(jī)得步距角=176。 氣缸行程由于分度齒輪的分度圓直徑為180mm，轉(zhuǎn)位角度為90176。?。狠d荷系數(shù) ； 小齒輪轉(zhuǎn)矩；齒輪齒寬 重合度的系數(shù)齒形系數(shù)應(yīng)力的修正系數(shù)所以許用彎曲的應(yīng)力計(jì)算公式如式（25）所示。 蝸輪蝸桿主要參數(shù)與幾何尺寸傳動比：；蝸輪齒數(shù)：，變位系數(shù)；蝸輪的分度圓的直徑：；蝸輪喉圓直徑：；蝸輪喉母圓直徑；蝸桿直徑系數(shù)；分度圓的直徑，蝸桿頭數(shù)；分度圓導(dǎo)程角，齒形角；蝸桿軸向齒距：；蝸桿的齒頂圓的直徑：；蝸桿軸向齒厚： 校核蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度取決于輪齒模數(shù)的大小，由于輪齒齒形比較復(fù)雜，且在距中間平面的不同平面上的齒厚也不同，都相當(dāng)于具有不同變?yōu)橄禂?shù)的正變位齒。根據(jù)夾具體和回轉(zhuǎn)體配合尺寸要求，設(shè)計(jì)軸1的主要尺寸如圖26所示：圖26 軸1尺寸圖 軸2的設(shè)計(jì)軸2和軸1通過夾具體連接成一個整體，其承載情況和軸1相同，同樣屬于轉(zhuǎn)軸。參考轂長選鍵長l=63mm。滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)用廣泛，安裝、維修方便，價格也比較便宜?？紤]到本次設(shè)計(jì)所用的功能和經(jīng)濟(jì)性，選用ATMEL的AT89C55單片機(jī)。顯示部分能為發(fā)光的二極管，白熾燈，七段的顯示器，液晶顯示器等能提供掃描顯示的接口。顯示譯碼主要解決把二進(jìn)制數(shù)顯示成對應(yīng)的十、或者十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的功能，一般其可分為驅(qū)動LCD和驅(qū)動LED兩大類。單片機(jī)主控電路接法如圖36所示， ， ，,R相連，周期輸出信號ALE與74LS373的GND相連，WR，RD分別和6264的WE,DE相連；74LS373的Q0Q7與6264的A0A7相連，Y2與CS16264相連；時鐘電路與AT89C55的XTALXTAL2相連。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)包括旋轉(zhuǎn)鉆夾具回轉(zhuǎn)工作臺裝配圖設(shè)計(jì)，夾具體零件圖設(shè)計(jì)，回轉(zhuǎn)體零件圖設(shè)計(jì)，蝸桿軸和主軸零件圖設(shè)計(jì)，齒輪傳動零件圖設(shè)計(jì)和蝸輪蝸桿的零件圖設(shè)計(jì)。如果一張被剪成平行四邊形（矩形）的紙張包圍在齒輪圓柱體上，紙上印出齒的角刃邊就變成斜線。它們是以同樣的方法進(jìn)行制造。當(dāng)齒輪要用來傳遞相交軸之間的運(yùn)動時，就需要某種形式的錐齒輪。軸能夠承受彎曲，拉伸，壓縮或扭轉(zhuǎn)載荷，這些力相結(jié)合時，人們期望找到靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。因?yàn)閮蓚€構(gòu)件開始以不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)而使打滑發(fā)生了，并且在作用過程中能量散失，結(jié)果導(dǎo)致溫升。離合器需要同步操作。機(jī)械加工過程是一個產(chǎn)生形狀的過程，在這過程中，驅(qū)動裝置使工件上的一些材料以切屑的形式被去除。切削速度是切削刃通過工件表面的速率，它是以每分鐘英寸來表示。當(dāng)考慮到未變形切屑厚度增加和切削速度，這情形就更是復(fù)雜。關(guān)于副刀刃，那是決定著工件的尺寸和表面光潔度的，后刀面磨損可能造成尺寸不合格的產(chǎn)品而且表面光潔度也差。然而對于各種高速鋼刀具，其磨損是屬于非均勻性磨損，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)其磨損允許連續(xù)甚至到嚴(yán)重失效開始，最有意義的是該刀具可以獲得重磨使用，當(dāng)然，在實(shí)際上，切削時間遠(yuǎn)比使用到失效的時間短。為了生產(chǎn)，零件要在夾具中被緊固，需要產(chǎn)生夾緊作用，其有幾個與夾具柔順性無關(guān)的步驟：根據(jù)被加工的即基礎(chǔ)的部分和工作特點(diǎn)，確定工件在夾具中的所需的位置，接著必須選擇若干穩(wěn)定平面的組合，這些穩(wěn)定平面就構(gòu)成工件被固定在夾具中確定位置上的夾持狀輪廓結(jié)構(gòu)，均衡所有各力和力矩，而且保證接近工件工作特點(diǎn)。最好我要感謝我的父母，感謝他們含辛茹苦的培養(yǎng)我長大，又為我鋪好學(xué)習(xí)的道路，感謝他們四年來給予我物質(zhì)幫助和精神支持，讓我順利完成學(xué)業(yè)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。事實(shí)上夾具的重要的裝置——生產(chǎn)裝置的專向投資就加強(qiáng)了使夾具更加柔性化在經(jīng)濟(jì)上的支持。這種局部磨損通常稱作為凹坑性磨損，而且偶爾是非常嚴(yán)重的。這項(xiàng)技術(shù)亦用于研究高速鋼單點(diǎn)車刀和麻花鉆的溫度分布。圖中顯示了一組典型等溫曲線，從中可以看出：像所能預(yù)料的那樣，當(dāng)工件材料在主變形區(qū)被切削時，沿著整個切屑的寬度上有著很大的溫度梯度，而當(dāng)在副變形區(qū)，切屑被切落時，切屑附近的前刀面上就有更高的溫度。又如已鍛工件上的小孔加工，也是被鍛后緊接著進(jìn)行機(jī)械加工才完成的。電磁線圈被裝入磁路中的某處。為了在結(jié)合過程中給變換作用予較長時間周期，夾爪可以是棘輪式的，螺旋型或齒型的。進(jìn)而有著大量的關(guān)于設(shè)計(jì)的問題，其中由于別的考慮例如剛度考慮，尺寸已得到較好的限制。這種齒輪之間的輪齒作用是沿著一根直線上產(chǎn)生滾動與滑動相結(jié)合的運(yùn)動并和蝸輪蝸桿的輪齒作用有著更多的共同之處。當(dāng)然，如果每個構(gòu)件各自局部地包圍著對方的蝸輪機(jī)構(gòu)就是雙包圍蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。交錯軸斜齒輪或螺旋齒輪，他們是軸中心線既不相交也不平行。像我們要討論的那樣，尚有其他道理需要學(xué)習(xí)，掌握。工作臺總體參數(shù)的設(shè)計(jì)主要為系統(tǒng)傳動比，工作回轉(zhuǎn)速度等參數(shù)的設(shè)計(jì)，而工作臺部分機(jī)械參數(shù)包括工作臺外形尺寸設(shè)計(jì)，夾緊方式的選擇，步進(jìn)電機(jī)的選擇，氣缸的選擇，齒輪傳動尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)，蝸桿傳動尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)，軸的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)，軸承的選擇和鍵的選擇等。此時的輸出端Qi不再隨著輸入的變化而發(fā)生變化，而會一直保持著鎖存前值不變。6264芯片的容量為8KB，即包含有65536個存儲元件，是28引腳雙列直插式芯片，采用CMOS工藝制造。本次設(shè)計(jì)所需功能考慮，選用的是intle 8279可編程I/O接口芯片。此處，采用接觸式密封，氈圈密封圈。按照承受載荷的方向，軸承可分為徑向軸承和推力軸承兩類。 鍵聯(lián)接的尺寸（1）根據(jù)小齒輪上軸徑，小齒輪輪轂長度為，可查得鍵截面尺寸為：寬，高。一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 1）節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度的外形尺寸或者大截面系數(shù)的截面形狀； 2）易于軸上零件的精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸以及調(diào)整； 3）采用各種能減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的措施； 4）便于加工制造和精度的保證。傳動中心距公式如式（26）： （26）式中 T2——蝸輪轉(zhuǎn)矩； k ——使用系數(shù)； ZE——彈性系數(shù)； Zρ——接觸系數(shù)；[δH]——許用應(yīng)力。中心距 其他主要尺寸分度圓直徑：齒頂圓直徑：齒寬：取齒寬系數(shù)， 以相同的方法設(shè)計(jì)計(jì)算出分度齒輪的主要參數(shù)如下：齒數(shù): 。圖24 氣缸示意圖 氣缸輸出力計(jì)算設(shè)氣缸的輸出力為F，氣缸產(chǎn)生的力矩為T，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為M，為了保證運(yùn)行可靠，則有TM。 步進(jìn)電機(jī)選擇如圖23所示，選擇步`進(jìn)電機(jī)的時候，首先保證步`進(jìn)電機(jī)得輸出功率應(yīng)該大于負(fù)載`所需得功率。通過按下按鈕開關(guān)，使氣缸的活塞桿向前推進(jìn)，并帶動齒輪齒條副實(shí)現(xiàn)90176。由鍵盤輸入?yún)?shù)，通過I/O接口芯片到進(jìn)行單片機(jī)處理，然后一面通過I/O芯片輸出到顯示屏，另一面輸出通過光電隔離與功率放大到驅(qū)動器，再由驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：1. 旋轉(zhuǎn)鉆夾具工作臺總體方案設(shè)計(jì)；2. 旋轉(zhuǎn)鉆夾具工作臺傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)；3. 旋轉(zhuǎn)鉆夾具工作臺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；4. 總裝加工動畫模擬。60 年代以來，跨國公司推動的產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展使得國際分工和國際貿(mào)易格局發(fā)生了改變，加工貿(mào)易成為全球化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的本質(zhì)要求。圖12為自動分度回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)。圖14 夾具體系統(tǒng)總體框圖 夾具體系統(tǒng)傳動系統(tǒng)方案夾具體的使用可以說是相當(dāng)廣泛，而采用合適的傳動和控制系統(tǒng)可以使夾具體的效率和使用率增加，生產(chǎn)成本降低。自動分度回轉(zhuǎn)工作臺主要用于鏜床，銑床，鉆床等需要多面轉(zhuǎn)位加工的工件，是機(jī)械加工中常用的機(jī)床附件，因此尺寸不易過大，要能配合機(jī)床的使用。經(jīng)測得：可求得不考慮啟動時運(yùn)動部件的慣性影響，啟動力矩為 Tm=T/（~）=14N 齒輪的材料及類型根據(jù)整體傳動的要求，傳動效率不大、速度中等和使用壽命長，小齒輪需要在封閉條件下工作，因此設(shè)計(jì)為閉式齒輪傳動，分度齒露天條件下工作，設(shè)計(jì)成開式齒輪傳動，并都采用圓柱直齒輪傳動的形式。可以得到很大的傳動比，一般情況在動力的傳動中，取傳動比I=1080，在分度的機(jī)構(gòu)中，I可達(dá)1000。 （28）式中 σFlim——齒根彎曲疲勞極限；SFmin——彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全極限。軸的材料的選擇，考慮到軸的材料的經(jīng)濟(jì)性，本次設(shè)計(jì)選用蝸桿軸的材料為正火處理的45鋼。（5）根據(jù)軸2軸徑d=65mm，分度齒輪輪轂長度為60mm，可查得鍵截面尺寸為：寬b=18mm,高h(yuǎn)=11mm。而軸1和軸2在鉆孔過程承受較小的軸向力，故采用圓錐滾子軸承。AT89C55單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：閃存，256內(nèi)存，32個I / O線，3個字節(jié)，16位定時器/計(jì)數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行口，片上振蕩器，時鐘電路。圖 32 Intel 8279芯片引腳 存儲器選擇存儲器是單片機(jī)系統(tǒng)中的記憶裝置，用來存放程序和數(shù)據(jù)。74LS138譯碼器引腳如圖34所示。圖37 I/O接口擴(kuò)展電路圖結(jié) 論本課題設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)鉆夾具回轉(zhuǎn)工作臺，按照以下面方案步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。齒輪和軸主要安裝在主軸箱來傳遞力的方向。在斜齒輪中，該先是跨過齒面的對角線。小齒輪即蝸桿具有較小的齒數(shù)，通常是一到四齒，由于它們完全纏繞在節(jié)圓柱上，因此它們被稱為螺紋齒。這意味著軸的撓曲情況更加明顯而使在輪齒接觸上具有更大的影響。當(dāng)軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)變形必需被限制于很小的范圍內(nèi)時，其尺寸應(yīng)根據(jù)變形來確定，然后進(jìn)行應(yīng)力分析。然而溫升與能量損失有關(guān)，研究溫升可能與制動器或離合器的類型無關(guān)。超越離合器或連軸器允許機(jī)器的被動構(gòu)件“空轉(zhuǎn)”或“超越”，因?yàn)橹鲃域?qū)動件停頓了或者因?yàn)榱硪粋€動力源使被動構(gòu)件增加了速度?？亢附觼懋a(chǎn)生的結(jié)構(gòu)形狀，在很大程度上取決于有效的原材料的形式。當(dāng)?shù)毒呋蚬ぜ魍鶑?fù)運(yùn)動時，進(jìn)給量是以每一行程走過的英寸數(shù)度量的。因?yàn)槭聦?shí)已經(jīng)表明：切削溫度即使有小小的變化對刀具磨損率都將有實(shí)質(zhì)意義的影響作用。通常情況下，這磨損橫斷面是圓弧形的。為著這些工作任務(wù)，美國俄亥俄州Elyria的Zaytran公司已經(jīng)開發(fā)了一般性功能數(shù)據(jù)的非同步西類柔順性夾具。一人—機(jī)對話即以自動化方式確定夾具結(jié)構(gòu)造型的優(yōu)點(diǎn)是可以有組織有規(guī)劃進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，減少所需的設(shè)計(jì)人員，縮短研究周期和能更好地配置工作條件。在充分準(zhǔn)備了構(gòu)造方案和一批材料情況下，在完成首次組裝可以成功實(shí)現(xiàn)節(jié)約時