最新數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)終版-文庫吧資料
2025-07-05 02:50本頁面
【正文】 。本次設(shè)計(jì)選用8031芯片作為主控芯片。哎哎哎哎并行接口芯片8155CPU8031單片機(jī)圖31 控制系統(tǒng)原理圖MCS51系列單片機(jī)是集中CPU，I/O 端口及部分RAM等為一體的功能性很強(qiáng)的控制器。（4）．接口。（3）．存儲(chǔ)器。即中央處理單元CPU（2）．總線。cm，然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路[1]。 步進(jìn)電機(jī)性能驗(yàn)算(1)電機(jī)最高空載啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率（2）頻率驗(yàn)算查《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表311 ，150BF002型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率分別為2800Hz和8000Hz，由于 故運(yùn)行頻率頻率滿足要求。按此最大靜轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，(1)快速空載啟動(dòng)力矩在快速空載啟動(dòng)階段，加速力矩占得比例較大，具體計(jì)算如下：將上述數(shù)據(jù)代入，式中各符號(hào)意義同上：啟動(dòng)加速時(shí)間 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩：附加摩擦力矩M0 上述三項(xiàng)合計(jì)：（1） 快速移動(dòng)時(shí)所需力矩：（3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩Mj 從上面計(jì)算可以看出，Mq、Mk、Mj三種工況下，以快速空載啟動(dòng)所需力矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：參考同類型機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)150BF，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ；齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配問題，,基本滿足慣量匹配要求[1]。44180。44180。（5）穩(wěn)定性校核滾珠絲杠兩端采用推力軸承并施加預(yù)緊，不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》相關(guān)圖表，: 因進(jìn)行了預(yù)緊，故 ?支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，根據(jù)Fm=,D0=40mm，查出δL/L=105,可算出由于兩端均采用向心推力球軸承，且絲杠又進(jìn)行了預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可以提高4倍。絲杠螺母級(jí)軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向力的1/3。傳動(dòng)效率計(jì)算式中：γ——絲杠螺母升角； ——摩擦角，滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=~,其摩擦角約等于10180。滾動(dòng)螺旋副的設(shè)計(jì)步驟是：計(jì)算進(jìn)給牽引力，預(yù)選主要尺寸參數(shù)，計(jì)算最大動(dòng)負(fù)荷，計(jì)算最大靜負(fù)荷，初選滾珠絲杠副型號(hào)及列表主要參數(shù)，繪制進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算簡圖，驗(yàn)算軸向剛度，驗(yàn)算傳動(dòng)效率，確定滾珠絲杠副型號(hào)。由于放入滾珠，故，當(dāng)絲杠相對(duì)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠則在螺旋滾道內(nèi)即自轉(zhuǎn)又循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使絲杠螺母之間產(chǎn)生軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槁菽傅闹本€運(yùn)動(dòng)或?qū)⒙菽傅男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榻z杠的直線運(yùn)動(dòng)。由經(jīng)驗(yàn)公式，得。；切削用量為：背吃刀量ap=3mm,進(jìn)給量f=,切削速度vc=105m/min。,前角γo=10176。設(shè)工件材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，σb=650MPa。所以根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書確定脈沖當(dāng)量：。~。脈沖當(dāng)量也稱為機(jī)床最小設(shè)定單位或最小指令增量或機(jī)床分辨率。圖11 系統(tǒng)總體方案圖2機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：系統(tǒng)脈沖當(dāng)量確定；切削力計(jì)算；滾動(dòng)螺旋副選型計(jì)算與驗(yàn)算；滾動(dòng)導(dǎo)軌選型計(jì)算與驗(yàn)算；步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算和驗(yàn)算；消除間隙齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、滾珠絲杠支承結(jié)構(gòu)選型、電機(jī)固定結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)等幾個(gè)主要部分。車床的縱向（Z軸）和橫向（X軸）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。主機(jī)是8031，接口選8279，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制，傳動(dòng)部件為滾珠絲杠。在51系列機(jī)型中，因?yàn)镽AM容量都很小，所以必須擴(kuò)展外RAM；又由于常用零件加工程序需要固化在EPROM中，而它們不宜和系統(tǒng)控制程序存放在同一存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，為方便同一考慮外ROM和外RAM的擴(kuò)展，故通常都是采用8031單片機(jī)作主機(jī)[1]。而字長短的計(jì)算機(jī)在進(jìn)行多字節(jié)數(shù)據(jù)處理時(shí)又會(huì)影響加工速度。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)微機(jī)的要求是多方面的，但主要是字長和速度。微機(jī)是數(shù)控系統(tǒng)的核心。故滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾珠絲杠以及絲杠軸向固定軸成都帶有預(yù)緊裝置，以便隨時(shí)調(diào)整預(yù)緊力[1]。通常，在簡易數(shù)控系統(tǒng)中，只要能夠保證步進(jìn)電機(jī)的步距角與運(yùn)動(dòng)末端執(zhí)行件脈沖當(dāng)量的正確匹配，只采用一對(duì)齒輪傳動(dòng)副即可。（3）盡量提高傳動(dòng)剛度。（2）盡量消除傳動(dòng)間隙,提高傳動(dòng)精度。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）盡量采用低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件。經(jīng)過上述比較，決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。因?yàn)殚_環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)制作容易，控制精度較好，容易調(diào)試，價(jià)格便宜
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1