機電傳動單向數(shù)控平臺設計(編輯修改稿)
2025-07-27 05:23 本頁面
【文章內容簡介】 應速度，應有：加減速轉矩加減速轉矩瞬時最大轉矩及有效轉矩（1）必要的瞬時最大轉矩故==（2）有效轉矩電機其它參數(shù)校驗（1）有效轉矩==（2）瞬時最大轉矩==10（3）編碼器分辨率R所要求的編碼器分辨率為即所選編碼器分辨率必須大于。、軸承選擇及校核根據(jù)工作情況以及滾珠絲桿的受力，初選軸承為角接觸球軸承，其，采用面對面安裝，其軸向載荷分析如下： 軸承軸向載荷分析圖表格 E計算項目設計計算過程計算結果徑向外載荷980軸向外載荷202軸承支反力490軸承派生軸向力343軸承所受的軸向載荷因為，則軸承1受力為軸承2受力為343545軸承所受當量動載荷因為軸承工作時有中等沖擊，查表得載荷系數(shù)因為有=,=,且，故當量動載荷為922基本額定動載荷其中為軸承預期計算壽命，取=15000h為壽命系數(shù)，取=3為溫度系數(shù)，取=則10189選用軸承根據(jù)額定動載荷，查表，選用7302AW，d=15mm,D=42mm,B=13mm,基本額定動載荷為C=13400N，基本額定靜載荷為7100N型號7302AW，d=15mm,D=42mm,B=13mm，C=13400N計算壽命34120符合壽命要求軸承合格表格 F計算項目設計計算過程計算結果電機與聯(lián)軸器上鍵的校核（1）選擇A型普通平鍵。根據(jù)軸徑d=12mm,確定b=5mm,h=5mm,L=14mm。（2）鍵的強度校核驗算其擠壓強度，查表得鍵的工作長度則符合強度要求。鍵514聯(lián)軸器與螺旋絲桿上鍵的校核（1）選擇A型普通平鍵根據(jù)軸徑d=15mm，確定b=5mm,h=5mm,L=14mm。（2）鍵的強度校核驗算其擠壓強度，查表得鍵的工作長度則符合強度要求。鍵514電器控制系統(tǒng)設計本系統(tǒng)設計的控制系統(tǒng)的工作過程為：系統(tǒng)開機，電機正轉，工作平臺正向移動，默認速度3m/min，完成工作行程之后，觸碰右限位開關，電機反轉，工作平臺返回，依此循環(huán)。速度控制采用PWM調節(jié)，有3m/min和6m/min兩個設定速度。傳感器檢測的速度在LCD上顯示。（1）控制系統(tǒng)原理圖如下：（2）控制流程圖如下： PWM流程圖 顯示程序89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 89C51管腳圖由于單片機P3口輸出的電壓最高才有5V，難以直接驅動直流電機。所以我們需要使用恒壓恒流橋式2A驅動芯片L298N來驅動電機。L298N可接受標準TTL邏輯電平信號VSS，～7V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋～46V。，可驅動電感性負載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅動2個電動機，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機，本系統(tǒng)我們選用驅動一臺電動機。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉。ENA，ENB接控制使能端，控制電機的停轉。同時需要加四個二極管在電機的兩端，防止電機反轉的時候產生強大的沖擊電流燒壞電機。 L298管腳圖（1）增量式或絕對式選擇增量式只能記住自己走的步數(shù)，開機后會回到原點；而絕對式上電后就能知道所處的位置，但其需要更多的線數(shù)，成本更高，不如增量式經濟。綜上所述，選擇增量式編碼器。（2）分辨率精度根據(jù)電機選型時確定的最小分辨率400，保證編碼器分辨率不小于400.（3）容許最大旋轉數(shù)由上可知，電機的額定轉速為1500r/min，保證容許最大旋轉數(shù)不低于此值。（4）最高響應頻率數(shù)最大響應頻率=（旋轉數(shù)/60）分辨率=（1500/60）600=15kHz根據(jù)以上參數(shù)，選擇歐姆龍生產的增量式旋轉式編碼器E6C2C。 LCD1602顯示器選擇LCD1602，可顯示16*2個字符，~，（）。接口說明信號如下：單片機最小系統(tǒng)：所謂最小系統(tǒng)就是指由單片機和一些基本的外圍電路所組成的一個可以工作的單片機系統(tǒng)。一般來說，它包括單片機，晶振電路和復位電路。（1）晶振電路設計高頻率的時鐘有利于程序更快的運行，也有可以實現(xiàn)更高的信號采樣率，從而實現(xiàn)更多的功能。但是告訴對系統(tǒng)要求較高，而且功耗大，運行環(huán)境苛刻。考慮到單片機本身用在控制，并非高速信號采樣處理，所以選取合適的頻率即可。合適頻率的晶振對于選頻信號強度準確度都有好處。并聯(lián)2個30pF陶瓷電容幫助起振。 晶振電路（2）復位電路復位電路通常分為兩種：上電復位和手動復位，如下圖所示。 上電復位 有時系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)程序跑飛的情況，在程序開發(fā)過程中，經常需要手動復位。所以本次設計選用手動復位。 復位電路由單片機轉換成PWM信號，、經驅動電路輸出給電機，從而控制電機得電與失電。通過調節(jié)脈沖的占空比，實現(xiàn)速度的調節(jié)。電路設計如下：（1）Tt1t2最大值Vmax平均值Vd最小值VminPWM是通過控制固定電壓的直流電源開關頻率，從而改變負載兩端的電壓，進而達到控制要求的一種電
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