數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-31 01:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 T= =60 = （333） 圖32扭矩圖 彎矩圖M=180103=. （334） 圖33彎矩圖 彎矩組合圖由此可知軸的最大危險(xiǎn)截面所在。組合彎矩 （335） 根據(jù)最大危險(xiǎn)截面處的扭矩確定最小軸徑 （336） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=抗彎截面系數(shù)W=根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及小 齒輪上鍵的選取與校核（1）取鍵連接的類型好尺寸因其軸上鍵的作用是傳遞扭矩，應(yīng)用平鍵連接就可以了。在此用平鍵。由資料可查出鍵的截面尺寸為：寬度b=5mm，高度h=5mm，由連軸器的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，從而取鍵長(zhǎng)L=10mm。（2） 鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和連軸器的材料都是鋼，因而可查得許用擠壓力[δp]= 50～60MPa，取其平均值[δp]=135MPa。鍵的工作長(zhǎng)度l=Lb=105=5mm，鍵與連軸器的鍵槽的接觸高度k==，從而可得：δp=2000T/(kld)=127≤[δp] 可見滿足要求。 此鍵的標(biāo)記為：鍵B510 GB/T 1096—1979。 軸承的選用滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動(dòng)接觸來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動(dòng)軸承時(shí)，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計(jì)”問(wèn)題。 軸承的類型考慮到軸各個(gè)方面的誤差會(huì)直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的圓錐滾子軸承。此類軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。其機(jī)構(gòu)代碼為3000，然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號(hào)為：30208。 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配軸承的游隙和欲緊時(shí)靠端蓋下的墊片來(lái)調(diào)整的，這樣比較方便。 滾動(dòng)軸承的配合滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑考慮到電動(dòng)刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤(rùn)滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤(rùn)滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。 滾動(dòng)軸承的密封裝置軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。此處，采用接觸式密封，唇形密封圈。唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，蜜蜂唇應(yīng)朝外。 本章小結(jié)對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要零件及傳動(dòng)系統(tǒng)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì) 選型 零件校核，按照機(jī)械設(shè)計(jì)一書進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成機(jī)械部分。第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)構(gòu)成本系統(tǒng)包括機(jī)械部分和伺服電機(jī)控制兩部分。根據(jù)所給的要求，擬用開環(huán)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，其開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖。 單片機(jī) 光電 環(huán)形 功率 驅(qū)動(dòng) 執(zhí)行 耦合 分配器 放大器 機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu) 具體原理：編寫單片機(jī)指令，通過(guò)掃描鍵盤輸入的數(shù)字記錄需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，然后計(jì)算需要輸出的脈沖，用軟件的方法實(shí)現(xiàn)脈沖的輸出，然后由光電耦合電路減小外部的干擾，接著用環(huán)行分配器使各相繞組按一定的順序通電，由功率放大電路實(shí)現(xiàn)功率的放大，然后接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)連軸器把力矩傳到蝸桿、蝸輪減速器。由于蝸輪與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)以傳動(dòng)軸相連接，具有相同的角速度，使得蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)。理論上，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角位移精度由微機(jī)發(fā)出的電平信號(hào)來(lái)控制。．1 單片機(jī) 本設(shè)計(jì)選用8031芯片，片內(nèi)無(wú)ROM或者EPROM，使用時(shí)必須配置外部的程序存儲(chǔ)器EPROM。本設(shè)計(jì)選用了2764擴(kuò)展其空間，8031的引腳分3大功能：（1） I/O口線P0,P1,P2,P3共4個(gè)八位口。（2） 控制口線PSEN(片外取指控制)、ALE（地址鎖存控制）、EA（片外存儲(chǔ)器選擇）、RESET（復(fù)位控制）。（3） 電源和時(shí)鐘。8031最小應(yīng)用系統(tǒng)。8031內(nèi)部不帶ROM，需要外接EPROM作為外部程序存儲(chǔ)器。又因?yàn)?031在外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)地址的低8位信息和數(shù)據(jù)信息分時(shí)送出，故還需要采用一片74LS373來(lái)鎖存低8為地址信息。這樣，一片2764EPROM和一片74LS373組成了一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。如圖 MCS51的程序存儲(chǔ)器空間與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間是相互獨(dú)立的。用戶可最多擴(kuò)展到64kb的程序存儲(chǔ)器幾64kb的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，編址為0000H~FFFFH。片內(nèi)8kb單元地址要求地址線13根（A0~A12）。~ 組成。地址鎖存器的鎖存信號(hào)為ALE。程序存儲(chǔ)器的取地址消耗為PSEN。由于程序存儲(chǔ)器芯片只有一片，所以其片選端（31）直接接地。8031芯片本身的連接31必須接地來(lái)表明選擇外部存儲(chǔ)器外，還必須有復(fù)位和時(shí)鐘電路。在此系統(tǒng)中有PP3口作為用戶I/O口使用；74LS373為地址鎖存器，他是一片三態(tài)輸出8D觸發(fā)器，當(dāng)OE=1時(shí)三態(tài)門導(dǎo)通，輸出線上為8為鎖存器的狀態(tài)。當(dāng)OE=1時(shí)輸出為高住抗轉(zhuǎn)臺(tái)。G為鎖存信號(hào)輸入線，G=1時(shí)鎖存器輸出等于D端輸入，G輸入短跳變將輸入信息鎖存到8為鎖存器中。當(dāng)8031在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸入高8為地址：P6口分時(shí)傳送底8為地址和指令字節(jié)。在ALE為高電平時(shí)，P0口輸出的地址有效，并由ALE的下降沿鎖存到地址鎖存器中，此時(shí)外部程序存儲(chǔ)器宣統(tǒng)信號(hào)線PSEN出現(xiàn)低電平，選通相應(yīng)的外部。EPROM存儲(chǔ)器；相應(yīng)的指令字節(jié)出現(xiàn)在EPROM的數(shù)據(jù)線（O0~O7）上，輸入到P0口，CPU將指令字節(jié)讀入指令寄存器。．2 光電耦合為了防止強(qiáng)電干擾及其干擾信號(hào)通過(guò)I/O控制電路進(jìn)入計(jì)算機(jī)，影響其工作，通常的辦法是實(shí)現(xiàn)采用濾波吸收，控制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然后采用光電隔離的辦法，使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地，中斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)，光電隔離電路主要有光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成。如圖控制輸出時(shí)，危機(jī)輸出的控制信號(hào)經(jīng)74LS04非門反相后，加到光電耦合器G的發(fā)光二極管正端。當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，經(jīng)過(guò)反相加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒有光發(fā)出。這時(shí)光敏三極管截止，輸出信號(hào)幾乎等于加在光敏三極管集電極上的電源電壓。當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光敏三極管接收發(fā)光二極管發(fā)出的光而導(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。．3 環(huán)形分配器 D相驅(qū)動(dòng) E相驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各相繞組必須按一定的順序通電才能正常工作。這種使電動(dòng)機(jī)按一定規(guī)律變化的部分稱為脈沖分配器。實(shí)現(xiàn)環(huán)形脈沖分配器功能有兩種：一種是純軟件方法，即完全用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)相序的分配，直接輸出各相導(dǎo)通或截止的信號(hào)；其電路圖如圖 8031 A相驅(qū)動(dòng)B相驅(qū)動(dòng)C相驅(qū)動(dòng)D相驅(qū)動(dòng)E相驅(qū)動(dòng)本設(shè)計(jì)以五相十拍電機(jī)為控制對(duì)象，它的通電方式為ABABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEAB，共有10個(gè)通電狀態(tài)。如果P1口輸出的控制信號(hào)中，0代表繞組通電，1代表使繞組斷電，則可用10個(gè)控制字來(lái)對(duì)應(yīng)這10個(gè)通電狀態(tài)。這10個(gè)控制字如下表通電狀態(tài)
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