【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 36或=28和 =42，初選=28和=42的齒輪。有關(guān)參數(shù)如表32。 表32齒 數(shù)284224402030分度圓d=mz568448804060齒頂圓da=d+2m608852844464齒根圓df=517943753555齒 寬(610)m202020202020中心矩A=(d1+d2)/2706450計(jì)算出傳動(dòng)比i后,降速級(jí)數(shù)決定采用一對(duì)齒輪降速,因?yàn)檫M(jìn)給伺服系統(tǒng)傳遞功率不大,一般?。?1~2,數(shù)控車(chē)床,銑床取ｍ=2,此設(shè)計(jì)中?。?2。為了消除齒輪側(cè)隙，此作業(yè)中采用雙片齒輪。 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選用（一）縱向機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)選型： ………………………………式（18） 式中: —脈沖當(dāng)量 (mm/step)。 —進(jìn)給牽引力 (N)。 —步距角,176。根據(jù)=，其中，,.。 根據(jù)簡(jiǎn)圖 ，即圖（1），傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由下式計(jì)算: 式中 ，—齒輪,的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () —滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () = 式中 D—圓柱體直徑(cm)。 L—圓柱體長(zhǎng)度 (cm)。 代入上式: 機(jī)床在不同的工況下,在,下面分別按各階段計(jì)算:1) 快速空載起動(dòng)慣性矩在快速空載起動(dòng)階段，加速力矩所占的比例較大，具體計(jì)算公式如下： ………………………………………式（19） ………………………………………………式（20） 又：………………………………………………式（21） 代入得： 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩: ……式（22）式中：η—傳動(dòng)鏈總效率,~。i—傳動(dòng)比。附加摩擦力矩：………………………………………………………式（22）式中：η—傳動(dòng)鏈總效率,~。i—傳動(dòng)比。Fpo—滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取1/3Fm,Fm為進(jìn)給牽引力(N)。ηo—滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,一般取≥,此處取ηo=所以：2) 快速移動(dòng)所需力矩 ………………………………………………………式（23） =50+= 3) 最大切削載時(shí)所需力矩……………………………………………式（24） 從上面計(jì)算可以看出、三種工況下,以最大切削載時(shí)所需轉(zhuǎn)矩最大,即以此項(xiàng)作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的依據(jù).查得：當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為兩相四拍時(shí)， =故最大靜力矩Mjmax=?m，等于所以滿(mǎn)足要求！但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)轉(zhuǎn)矩頻特性。計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率 圖（33）、56BYG250E—SASSBL—0601混合式步進(jìn)電機(jī)矩頻特性圖當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，56BYG250ESASSBL0601型混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻完全可以滿(mǎn)足要求。 在完成運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力計(jì)算后，以后確定了滾珠絲杠螺母副、步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，以及齒輪齒數(shù)、模數(shù)、軸承型號(hào)之后，就可以畫(huà)機(jī)械裝配圖。見(jiàn)附圖（一） 例如，雙片齒輪采用周向彈簧調(diào)整圖 （34） 雙薄片齒輪周向彈簧調(diào)整法消隙法： 2薄片齒輪 8耳座 4彈簧如圖（34）所示，采用了可調(diào)拉力彈簧 5調(diào)節(jié)螺母 6鎖緊螺母 7螺釘 調(diào)整間隙。在兩個(gè)薄片齒輪調(diào)整間隙。分別裝上耳座3和8,彈簧4的一端 鉤在耳座3上，另一端鉤在耳座8的螺釘7上。用螺母5調(diào)節(jié)螺釘7的伸出長(zhǎng)度即可調(diào)整彈簧的彈力，調(diào)整好后再用螺母6鎖緊。彈簧的彈力使薄齒輪1和2的左、右齒面分別與寬齒輪的齒槽左、右齒側(cè)面貼緊，消除了齒側(cè)間隙。 （二） 橫向機(jī)構(gòu)初選步進(jìn)電機(jī)： ………………………………式（18） 式中: —脈沖當(dāng)量 (mm/step)。 —進(jìn)給牽引力 (N)。 —步距角,176。根據(jù)=，其中，,.. 根據(jù)簡(jiǎn)圖 ，即圖（2），計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由下式計(jì)算: ……………………………………………………………………式（25）式中 、—齒輪、的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () —滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () = 式中 D—圓柱體直徑(cm)。 L—圓柱體長(zhǎng)度 (cm)。 代入上式: 機(jī)床在不同的工況下,在,下面分別按各階段計(jì)算:1) 快速空載起動(dòng)慣性矩在快速空載起動(dòng)階段，加速力矩所占的比例較大，具體計(jì)算公式如下： …………………………………………式（19） ……………………………………式（20） 又： ……………………………………………式（21） 代入得： 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩:……式（22）式中：η—傳動(dòng)鏈總效率,~。i—傳動(dòng)比。 —貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取=附加摩擦力矩：………………………………………………………式（22）式中：η—傳動(dòng)鏈總效率,~。i—傳動(dòng)比。Fpo—滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取1/3Fm,Fm為進(jìn)給牽引力(N)。ηo—滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,一般取≥,此處取ηo=所以：2) 快速移動(dòng)所需力矩 ………………………………………………式（23） =+= 3) 最大切削載時(shí)所需力矩……………………………………………式（24） 從上面計(jì)算可以看出、三種工況下,以快速空載起動(dòng)慣性矩最大,即以此項(xiàng)作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的依據(jù).查得：當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為兩相四拍時(shí)， =故最大靜力矩Mjmax=，而電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩為 ，大于最大靜力矩Mjmax，所以滿(mǎn)足要求！但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)轉(zhuǎn)矩頻特性。計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率 圖（35）、56BYG250E—ASSBL—0241型混合式步進(jìn)電機(jī)矩頻特性圖當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，56BYG250E—ASSBL—0241型混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻完全可以滿(mǎn)足要求。在完成運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力計(jì)算后，以后確定了滾珠絲杠螺母副、步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，以及齒輪齒數(shù)、模數(shù)、軸承型號(hào)之后，就可以畫(huà)橫向機(jī)械裝配圖。見(jiàn)附圖（二） 第四章 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容(一)硬件電路設(shè)計(jì)內(nèi)容硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ),也是軟件編制的前提,數(shù)控系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)包括以下幾部分內(nèi)容：據(jù)總體方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的總體方案，繪制電氣控制結(jié)構(gòu)圖。機(jī)床硬件電路由五部分組成：（1） 主控制器，即中央處理單元CPU。（2） 總線(xiàn)，包括數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)。（3） 存儲(chǔ)器，包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。（4） 接口，即輸入/輸出接口電路。（5） 外圍設(shè)備，如鍵盤(pán)、顯示器及光電輸入機(jī)等。CPU的種類(lèi)很多，在此處選擇MCS——51系列單片機(jī)中的80C51，因?yàn)槠浼啥雀?，穩(wěn)定性、可靠性好，體積小，而且有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能，外圍擴(kuò)展電路芯片大多是一些常規(guī)芯片，用戶(hù)很容易通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展電路來(lái)構(gòu)成較大規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。存儲(chǔ)器擴(kuò)展包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展兩部分。分別選擇兩片2764和一片6264來(lái)擴(kuò)展16K的內(nèi)存。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：據(jù)外部要求選用I/O接口芯片，步進(jìn)電機(jī)伺服控制電路，鍵盤(pán)、顯示部分以及其他輔助電路設(shè)計(jì)（如復(fù)位、掉電保護(hù)等）。經(jīng)考慮，選擇8255為I/O接口芯片，液晶顯示控制器LR—104VRAM來(lái)控制LCD。圖中的急停開(kāi)關(guān)應(yīng)采用那種按下去之后不會(huì)彈起、直到再次啟動(dòng)后操作者用手動(dòng)拔出的按鈕，此處由于表達(dá)方式的限制，僅以普通按鈕表示。（二）機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件是硬件的補(bǔ)充，確定硬件電路后，根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)軟件。：（1） 據(jù)軟件要實(shí)現(xiàn)的功能，能制定出軟件技術(shù)要求；（2） 將整個(gè)軟件模塊化，確定各模塊的編制要求，包括各模塊功能，入口參數(shù)，出口參數(shù)；（3） 據(jù)硬件資源，合理分配好存儲(chǔ)單元；（4） 分別對(duì)各模塊編程，并調(diào)試；（5） 連接各模塊，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試及優(yōu)化；（6） 固化到各程序存儲(chǔ)器中。（1） 軟件實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配器；（2） 插補(bǔ)運(yùn)算模塊；（3） 自動(dòng)升降速控制模塊。 80C51單片機(jī)及其擴(kuò)展(一)80C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介1．芯片引腳及片外總線(xiàn)結(jié)構(gòu)80C51單片機(jī)采用40腳雙直插封裝（DIP）形式，如圖(6)所示。80C51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭艿揭_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。下面說(shuō)明這些引腳的名稱(chēng)和功能。（1） 電源引腳Vss和Vcc Vss(20腳)：接地。 Vcc(40腳)：主電源+5V。（2） 時(shí)鐘電路引腳XTAL1`和XTAL2XTAL1（19腳）：接外部晶體的一端。在片內(nèi)它是振蕩電路反向放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOS單片機(jī)，該端引腳必須接地；對(duì)于CHMOS單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在片內(nèi)它是一個(gè)振蕩電路反向放大電路的輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。若需采用外部時(shí)鐘電路，對(duì)于HMOS單片機(jī)，該引腳輸入外 部時(shí)鐘脈沖；對(duì)于CHMOS單片機(jī)，此引腳應(yīng)懸浮。 圖41 （3） 控制信號(hào)引腳RST、ALE//PROG、PSEN、/EA/VppRST（9腳）：?jiǎn)纹瑱C(jī)剛接上電源時(shí)，其內(nèi)部各寄存器處于隨機(jī)狀態(tài)，在該引腳輸入24個(gè)時(shí)鐘周期寬度以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位（RESET）。ALE//PROG：訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE作鎖存擴(kuò)展地址低位字節(jié)的控制信號(hào)（稱(chēng)允許鎖存地址）。平時(shí)不訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，該端也以1/6的時(shí)鐘振蕩頻率固定輸出正脈沖，供定時(shí)或者其他需要使用；在訪(fǎng)問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器