【正文】 18 林頓管的集電極。 引腳 7： CPU 脈沖輸入端。 引腳 5： CPU 脈沖輸入端。 引腳 3： CPU 脈沖輸入端。 ULN2021 管腳圖如下所示 : 引腳 1： CPU 脈沖輸入端，端口對(duì)應(yīng)一個(gè)信號(hào)輸出端。因此，許多公司都生產(chǎn)高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列產(chǎn)品，從而形成了各種系列產(chǎn)品。在自動(dòng)化密集的的場(chǎng)合會(huì)有很多被控元件如繼電器，微型電機(jī)，風(fēng)機(jī)，電磁閥，空調(diào)，水處理等元件及設(shè)備，這些設(shè)備通常由 CPU所集中控制，由于控制系統(tǒng)不能直接驅(qū)動(dòng)被控元件，這需要由功 率電路來(lái)擴(kuò)展輸出電流以滿足被控元件的電流，電壓。 89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。 三相電動(dòng)機(jī)工作原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差 120度電角度），機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 16 通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。這一線性關(guān)系的存在 ,加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。很多生產(chǎn)機(jī)械是采用機(jī)電結(jié)合控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求的，要從工藝要求、制造成本、機(jī)械電氣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和使用維護(hù)等方面協(xié)調(diào)處理好二 者的關(guān)系； （ 4）把電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性放在首位，確保使用安全、可靠。 符合要求 選用電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器結(jié)果如下： 電動(dòng)機(jī)型 號(hào)為 110BYG350CH0501，三相六拍，聯(lián)軸器選用凸緣聯(lián)軸器，型號(hào)為GY1。 5，則必需轉(zhuǎn)矩 2 . 5 ( 3 . 2 1 1 4 1 8 . 9 )M e q MT K T J? ? ? ?初 步 選 定 電 動(dòng) 機(jī) 型 號(hào) 為110BYG350CH0501，其轉(zhuǎn)子慣量 3 2=1 .3 5 6 1 0MJ kg m? ，則有 3 11 418 .9 11 418 .9 56 10e q MTJNm???? ? ? ?? 32. 5 ( 3. 21 1 41 8. 9 )2. 5 ( 3. 21 1 41 8. 9 1. 35 6 10 )MMTJNm?? ? ?? ? ? ? ?? 110BYG350CH0501的最大靜轉(zhuǎn)矩（保持扭矩）為 12＞ ，滿足要求，步距角 ?? 17 電動(dòng)機(jī)的驗(yàn)算 工件最快速度對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1000 / minmnr? ，則對(duì)應(yīng)的 運(yùn) 行 頻 率 為o360 1 0 0 0 3 6 06 0 6 0 0 .6o omm nf ?? ????? 從上圖的距頻特性曲線上可以看出，此速度（或頻率）時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大于 eqT ，即 10000 電動(dòng)機(jī)滿足要求 機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 15 4,故此電動(dòng)機(jī)滿足要求。 聯(lián)軸器和電機(jī)選型 表 序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 單位 計(jì)算依據(jù) 計(jì)算結(jié)果 1 工件最大速度 maxv m/min 6 2 滑動(dòng)部分質(zhì)量 W kg 100 3 絲杠導(dǎo)程 p m 4 絲杠長(zhǎng)度 L m 5 絲杠直徑 d m 6 聯(lián)軸器質(zhì)量 M kg 7 聯(lián)軸器外徑 D m 8 摩擦因數(shù) μ 9 加速時(shí)間 at s 10 機(jī)械效率 ? 11 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 mn r/min maxm vn p? 1000 12 （ 1） 滑動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 1J （ 2）滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 sJ 2kgm 2kgm 21 0610022pJW ??? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 4432 7 19 82 27 232sJ L d? ???? ? ? ? （設(shè)滾珠絲杠的 材料為鐵，其密 10?? 10?? 機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 13 （ 3）聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 cJ （ 4）折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 dJ 2kgm 2kgm 度為 10 /kg m? ） 初選聯(lián)軸器直徑選 19mm，選用凸緣聯(lián)軸器 GY1，質(zhì)量為 ，外徑為 ?？梢詽M足速度控制精度177。 K T mm 28 32 20 11 42 間隙調(diào)整裝置 鑲條 導(dǎo)軌材料與熱處理 灰鑄鐵時(shí)效處理 機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 6 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與核算 表 序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 單位 計(jì)算依據(jù) 計(jì)算結(jié)果 1 絲桿載荷： 導(dǎo)軌摩擦力 Fμ 強(qiáng)力切削時(shí)載荷maxaF 一般銑削時(shí)載荷 aF 精銑時(shí)載荷 aF 快移載荷 aF N N N N N ? ?12 0 .1 5(1 0 0 1 5 ) 9 .8F m g m g? ? ? ???μ μ m ax 2021 180aF ?? 1000 180aF ?? 500 180aF ?? 180aF? ≈ 180 2180 1180 680 180 2 電機(jī)轉(zhuǎn)速（最大）maxn 絲杠最大轉(zhuǎn)速 n（快移） 強(qiáng)力銑削 1n 一般銑削 2n 精密 銑削 3n r/min r/min r/min r/min r/min 假設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速最大為 1500 1500 1000 60 80 100 3 絲杠導(dǎo)程 hp mm 移動(dòng)的最大速度 maxv =6m/min = 6 1000? mm/min m a x 6000 1000h vp n?? 6 機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 7 4 當(dāng)量轉(zhuǎn) 速 mn 當(dāng)量負(fù)載 mF r/min N 1 5 3 06 0 8 01 0 0 1 0 05 0 51 0 0 1 0 0 01 0 0 1 0 0mn ? ? ? ?? ? ? ?33123 12 ......mmmnnF F F? ? ? 133 1038 5 初選滾珠絲桿 （ 1）計(jì)算動(dòng)載荷 ajC （ 2）要求壽命 hL （ 3）綜合系數(shù) f∑ （ 4）滾珠絲杠副的型號(hào) N h 3 . 1 1 1 0 3 8F 0 . 6 3 0 . 4 4 2ha j mnKC Kf ?? ? ???∑ 1 13 3150005 0 0 5 0 0hh LK ?? ???????? ???? 11333 3 .3 3 3 .3133nK n? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? 使用推薦壽命 15000h； 1 1 1 0 .5 3= 1 .2t h a kwf f f ff f ????∑ 查表得： ?w ， 1f?t ， 1af ? ? ， 1hf ? 由表 FFZD型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返 向雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副，型號(hào) FFZD3206，額定動(dòng)負(fù)載15aC KN? ajC 預(yù)緊力m a x10 .2 5 3 7 5 0 7 2 73oaF C F N? ? ? ? 11592 15000 符合要求 機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 8 6 絲杠螺紋部分長(zhǎng)度ul mm ul =工作臺(tái)最大行程（ 1800） +螺母長(zhǎng)度（ 102） +兩端余程（ 40）1 8 0 0 1 0 2 2 4 0? ? ? ? 1982 7 支承距離 l mm 支承跨距 l 應(yīng)大于 ul 2100 8 （ 1）臨界轉(zhuǎn)速核算 （ 2）絲杠底徑 2d （ 3）支承方式系 數(shù) 2f （ 4）臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 長(zhǎng)度 cL r/min m m 查表得： 22222299004 .7 3 0 .0 2 7 299001 .6 5ccfdnL???? 20 32 4wd d D? ? ? ? ? 由表 2 ? 1 0 2 2 1 0 0 1 9 8 21 8 0 0 4 022cL ?? ? ? ?要求 maxn? 3651 符合要求 9 壓桿穩(wěn)定校核 兩端固定支承，絲杠不受壓縮，因而不必校核穩(wěn)定性 10 預(yù)拉伸計(jì)算 （ 1）溫升引起的伸長(zhǎng)量 tб （ 2)絲杠全長(zhǎng)伸長(zhǎng)量 tzб （ 3）預(yù)拉力tF mμ mμ N 取溫升為 3℃ 611 10 3 ?? ? ? ? ?б α 61 1 1 0 3 2 .1tz ?? ? ? ?б 5211 3 10 27 24 82 10tztuAEFl??? ? ?????б 4264 機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 9 11 軸承選擇 軸端結(jié)構(gòu) 軸承型號(hào) 選擇固定支承 E、 F型軸端 軸端結(jié)構(gòu) 軸承型號(hào)為 7602020TVP E、 F型 軸端結(jié)構(gòu) 型號(hào)為7602020TVP 12 主要參數(shù)和尺寸 （ 1）預(yù)緊力的確定0F （ 2）疲勞強(qiáng)度計(jì)算額定動(dòng)載荷 C N N 由表查得： 02 0 , 4 7 ,1 4 , 1 5 ,5 .9 5 3 , 1 9 6 0 0 ,2300wad m m D m mB m m Z m mD m m C NFN?????預(yù) 緊 力 39。 表 1.