【正文】 2）譯碼器 74LS138： 實(shí)現(xiàn)譯碼功能的數(shù)字電路； 74LS138 是一個(gè)“ 38” 譯碼器，即它有 3 個(gè)輸入端 A、 B、 C 和 8 個(gè)輸出端 Y0Y7，輸出端可分別與擴(kuò)展芯片的片選端相連。最大模式時(shí)有些控制總線是由總線控制器 8288 產(chǎn)生的。調(diào)機(jī)時(shí)，和工程師面板調(diào)試系統(tǒng)共享總線。其信號(hào) MN／ MAX 用于工作模式的選擇。 TEST：測(cè)試狀態(tài)（輸入）。 HOLD：保持請(qǐng)求（輸入）。 ALE：地址信號(hào)的有效（輸出），允許鎖存。 IO/M：輸入，輸出設(shè)備和存儲(chǔ)器控制（輸出）。 WR ：寫(xiě)控制（輸出）。 GND：地端。 BHE：數(shù)據(jù)總線的高位字節(jié)使能（輸出）。 RQ/GTO：總線的請(qǐng)求 /允許請(qǐng)求。 A16~A19：地址總線的最高四位。 NMI：非屏蔽中斷輸入（上升沿觸發(fā)） INTR：中斷請(qǐng)求輸入，高點(diǎn)平有效。 圖 51 8086 芯片 畢業(yè)論文 28 8086 芯片為雙列直插式芯片，共 40 個(gè)角，功能如下： CLK：系統(tǒng)的時(shí)鐘（輸入） RESET： CPU 的復(fù)位信號(hào)（輸入）。 由以上可知， EU 和 BIU 執(zhí)行不同的任務(wù)，但兩者同時(shí)工作，故大大提高了 CPU 的工作速度。 ⑤ 6個(gè)字節(jié)的指令隊(duì)列緩沖器（ ISQ）。 ② 16位的指令地址指針（寄存器）（ IP） ③ 與 EU 通訊的內(nèi)部寄存器。 畢業(yè)論文 27 ⑤ 對(duì)指令進(jìn)行分析譯碼器的 EU 控制電路。 ③ 用于累加前暫存數(shù)據(jù)的 16 位數(shù)據(jù)暫存寄存器。 執(zhí)行單元（ EU）包括下面一些邏輯： ① 用作數(shù)據(jù)累加運(yùn)算的 16 位算術(shù) /邏輯運(yùn)算器（ ALU）。 2 芯片簡(jiǎn)介 （ 1）中央處理單元（ CPU）芯片 8086 a． 8086 的功能 CPU 的任務(wù)是從 ROM 或 RAM 中讀取指令，分析指令的含義及類別，然后執(zhí)行。 五 BF3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 BF3 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 BF3系統(tǒng)是功能比較簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用 8086 微處理器芯片， 8284 時(shí)鐘發(fā)生器，總線控制器 8288，中斷控制器 8259，串行接口 8251A，可編程計(jì)時(shí)器 8253， ROM,RAM 以及緩沖器，譯碼器等電路，此外還有一些專用芯片，其中主要是一片專用控制器芯片 MB8739. 系統(tǒng)有地址總線（ A0~A19 共 20 位）和數(shù)據(jù)總線（ D0~D15）兩條總線。 .在高速運(yùn)轉(zhuǎn)和高頻工作時(shí) ,應(yīng)采取軸心供油法。 : 。 4. 離合器線圈的供電電壓波動(dòng)不超過(guò) 15%至 5%的額定電壓 。 畢業(yè)論文 26 ： 20xxm 且無(wú)足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體及導(dǎo)電塵埃 。 : 濕式多片電磁離合器分為有滑環(huán)式和無(wú)滑環(huán)式 ,需要在有潤(rùn)滑的條件下工作 ,磨擦片磨擦小 ,使用壽命長(zhǎng) 。 類型認(rèn)識(shí)：根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，分為摩擦片式電磁離合器、牙嵌式電磁器、磁粉式電磁器和渦流式電磁離合器等。線圈一端通過(guò)電刷和滑環(huán) 9輸入直流電，另一端可接地。依靠主、從動(dòng)摩擦片之間的摩擦力，使從動(dòng)齒輪隨主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)摩擦片 3與主動(dòng)摩擦片交替裝疊，其外緣凸起部分卡在與從動(dòng)齒輪 4 固定在一起的套筒 5內(nèi)，因而從動(dòng)摩擦片可以隨同從動(dòng)齒輪，在主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它可以不轉(zhuǎn)。一般采用直流 24V 作為供電電源。 在這里我們選用濕式多片電磁離合器 （ 1）結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)（摩擦片式電磁離合器）：電磁離合器的結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。電磁離合器可分為：干式單片電磁離合器，干式多片電磁離合器，濕式多片電磁離合器，磁粉離合器，轉(zhuǎn)差式電磁離合器等。電磁離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，離合迅速，安裝維修方便，使用壽命長(zhǎng)，操作方便。 所以根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和要求選用電磁離合器。 （ 3） 根據(jù)機(jī)械設(shè)備的工作要求確定 離合器的容量，包括轉(zhuǎn)矩容量和熱容量，轉(zhuǎn)矩容量是離合器的基本參數(shù)，必須大于機(jī)械的載荷力矩和慣性力矩。 a． 結(jié)合次數(shù)不多，傳遞力矩不大的離合器常用氣動(dòng)或液壓操作系統(tǒng)。 c. 長(zhǎng)期打滑的工況，則應(yīng)選擇電磁和液壓傳遞能量的離合器。 a. 低速，地址轉(zhuǎn)動(dòng)下離合，不頻繁離合可選剛性結(jié)合元件，剛性結(jié)合原件具有傳遞力矩大，傳動(dòng)速比不變，不產(chǎn)生摩擦熱，體積等特點(diǎn)。 離合器形式與結(jié)構(gòu)選擇 選用離合器首先應(yīng)在國(guó)家，機(jī)械行業(yè)以及企鵝也標(biāo)準(zhǔn)離合器中進(jìn)行選擇，采用國(guó)標(biāo)或者機(jī)標(biāo)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)離合 器產(chǎn)品便于易損件的配套互換。 K 工況系數(shù) KT 離合器的結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)； KV 離合器的圓周速度修正系數(shù)。 選擇離合器可按以下公式確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 對(duì)于牙嵌式離合器 Tc=KT 對(duì)于摩擦式離合器 Tc=TVKKKT 式中 Tc 離合器計(jì)算轉(zhuǎn)矩， 。 （ 2） 質(zhì)量輕，外型小，慣性小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作安全。 c:預(yù)加負(fù)載的選擇 畢業(yè)論文 23 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的沖擊，振動(dòng)情況以及精度要求，選擇合適的預(yù)壓值。為使每副滾動(dòng)直線導(dǎo)軌都有比較理想的使用壽命，可根據(jù)所選廠家提供的近似公式計(jì)算額定壽命和額定小時(shí)壽命，以便給定合理的維修和更換周期。滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副承受能力會(huì)隨滾到中心距增大而加大。我們可以根據(jù)負(fù)載大小，受載荷方向，沖擊和振動(dòng)大小等多種情況來(lái)選擇。 3 導(dǎo)軌的選擇 導(dǎo)軌，他是有運(yùn)動(dòng)件和承導(dǎo)件組成，目的是用來(lái)支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)件外在驅(qū)動(dòng)下按給定的方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，依定位原理，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，必須限制運(yùn)動(dòng)件的五個(gè)自由度，而保留其按規(guī)定方向移動(dòng)的自由度。ｍ CGJTPEAPFL ?2 20 ??? = 214EdPFm?+ 412216GdTP? = 492232113)( )104(16)( 701044 ??? ??????? ?????= ?210?? m 因此絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤 差為 PLlL 0???? = ??? /4 310?? =? m 要求 mmmL ?? ????? 該絲杠的導(dǎo)程誤差滿足上式，故其剛度滿足要求。 （ 5）滾珠絲杠要求 D0 n? 410? mmr/min 0D ｎ＝ 50? 100＝ 410? mmr/min〈 410? mmr/min 所以該絲杠副工作穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)要求。＝ 2/3【 3】 ｎ cr ＝ 9910 22)( ?? =ｎ cr ? nmax ＝ 4500ｒ /min。 CF = FK ? HK ? KA ? mF 查表 26 取 FK =，查表 27 取 KH =， 因?yàn)榫鹊燃?jí)為Ｄ級(jí)，因此 KA ＝ 所以 CF ＝ ? ? ? 70＝ 4800Ｎ （ 2）計(jì)算額定動(dòng)載荷計(jì)算值 aC aC ＝ CF 43 ?? hm Ln ＝ 4800 3 120xx1500 ?? ＝ 21686Ｎ 額定動(dòng)載荷 21686N＜ 22556N 故查《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 29 考慮各種因素 選用 由表選擇滾珠 絲杠副數(shù)據(jù)如下： 公稱直徑： D0 =50mm 導(dǎo) 程：Ｐ＝ 6ｍｍ 螺 旋 角： ? ＝ 552 ?? 滾珠直徑：ｄ 0 ＝ 滾道半徑：Ｒ＝ 0d? =? = 偏 心 距：ｅ =? （Ｒ－ｄ 0 /2）＝ (－ ） = 310?? mm 畢業(yè)論文 21 絲杠內(nèi)徑：ｄ 1 ＝ D0 ＋ｅ－ 2Ｒ = （ 3）穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于一端軸固定的絲杠在工作時(shí)可能會(huì)發(fā)車(chē)生失穩(wěn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)，其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)允許安全系數(shù) [S] 計(jì)算臨界載荷 crF crF ＝ 22)( lEIa?? 剛彈性模量 E＝ ? 1011 ｐａ 根據(jù)已知條件： aI ＝ ? ｄ 1 4 /64=? /64= 910?? 4m 選取ｕ＝ 2/3【 3】 crF ＝29112)(????? ??= 安全系數(shù)： Ｓ＝ crF / mF =查表 210 知 [S]＝ ～ Ｓ ? ??S 即絲杠是安全的，不會(huì)失穩(wěn)。 數(shù)控機(jī)床常用的進(jìn)給絲杠，名義直徑 d0=φ 30~φ 80mm 2 滾珠絲杠副的選擇計(jì)算 （ 1）滾珠絲杠副的計(jì)算 已知：平均工作載荷 Fm=3000N，絲杠工作長(zhǎng)度 L=。因此導(dǎo)程的數(shù)值在滿足機(jī)床加工精度的條件下，應(yīng)盡可能取大些。導(dǎo)程取小了，就勢(shì)必將滾珠直徑 db取小，滾珠絲杠副的承載能力亦隨之 減小。精度要求高時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)程取小些，這樣在一定的軸向力作用下，絲杠上的摩擦阻力較小。 此外還有絲杠螺紋大徑 d、絲杠螺紋小徑 d螺紋全長(zhǎng) l、滾珠直徑 db、螺母螺紋大徑 D、螺母螺紋小徑 D滾道圓弧偏心距 e 以及滾道圓弧半徑 R等參數(shù)。 基本導(dǎo)程 L0：絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn) 2π弧度時(shí)，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的 軸向位移。 （ 2） 滾珠絲杠副的參數(shù) 名義直徑 d0：滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時(shí)包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑，它是滾珠絲杠副的特征尺寸。 7）不能自鎖。 6）制造工藝復(fù)雜。 4）運(yùn)動(dòng)具有可逆性，可以從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，也可以從直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ，即絲杠和螺母都可以作為主動(dòng)件。 2）給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時(shí)就可以消除空行程死區(qū)，定位精度高，剛度好。滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率η＝ ～ ，比常規(guī)的絲杠螺母副提高 3～ 4 倍。為了防止?jié)L珠從螺母中滾出來(lái)，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置，使?jié)L珠能循環(huán)流動(dòng)。 四 Z向工作臺(tái)設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 1 滾珠絲杠螺母副機(jī)構(gòu) （ 1）滾珠絲杠副的工作原理及特點(diǎn) 滾珠絲杠副是一種新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動(dòng)件，以減少摩擦，絲杠和螺母上都磨有圓弧形的螺旋槽，這畢業(yè)論文 19 兩個(gè)圓弧形的螺旋槽對(duì)合起來(lái)就形成螺旋線滾道，在滾道內(nèi)裝有滾珠。同時(shí)，限位開(kāi)關(guān) 15 發(fā)出完成準(zhǔn)停信 號(hào)，如果在規(guī)定時(shí)間限位開(kāi)關(guān) 15 未發(fā)出完成準(zhǔn)停信號(hào)，則時(shí)間繼電器發(fā)出重新定位信號(hào)重復(fù)上述動(dòng)作，直到完成準(zhǔn)停為止。當(dāng)定位盤(pán) 10 上的感應(yīng)片對(duì)準(zhǔn)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) 14 時(shí)，發(fā)出信號(hào)切斷主軸的傳動(dòng)使其作低速慣性空轉(zhuǎn)。當(dāng)需要停車(chē)換刀時(shí)，發(fā)出準(zhǔn)停信號(hào)，主軸轉(zhuǎn)換到最低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。為了保證自動(dòng)換刀時(shí) 使刀桿的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸上的端面鍵，主軸需停在一個(gè)固定不變的方位上，這由主軸準(zhǔn)停裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。噴氣小孔要有合理的噴射角度，并均勻分布，以提高吹屑效果。為了保持主軸錐孔的清潔，常用壓縮空氣吹屑。 自動(dòng)清除主軸孔中的切屑和灰土是換刀操作中的一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。當(dāng)機(jī)械手將新刀裝入后，壓力油通入油缸 11 左腔，活塞向右退回原位，碟彈簧8 又拉緊刀桿 1。畢業(yè)論文 18 拉桿 7的左移使左端的鋼球 3位于套筒 5的喇叭口處，從而解除了刀桿 1上的拉力。刀桿 1采用 7： 24 的大錐度錐柄，在尾部軸頸拉緊的同時(shí)，通過(guò)錐面的定心和摩擦作用關(guān)鍵所在刀桿 1 夾緊于主軸 2的端部。 圖 37 鏜銑加工中心主軸刀具夾緊機(jī)構(gòu) 刀具自動(dòng)夾緊裝置和切屑清除裝置由鋼球 空氣噴嘴 套筒 拉桿 碟形彈簧 油缸（及活塞） 11 組成。 5 刀具自動(dòng)夾緊裝置、切屑清除裝置 在加工中心上，為了實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸，并保證刀具在主軸中正確定位，主軸必須設(shè)計(jì)有刀具自動(dòng)夾緊、切屑清除和主軸準(zhǔn)停裝置。 ,能滿足一般換刀要求。這種準(zhǔn)停裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)磁體與磁感傳感器間沒(méi)有接觸摩擦，準(zhǔn)停的定位精度可達(dá)177?，F(xiàn)代的數(shù)控銑床一般都采用電氣式主軸準(zhǔn)停裝置，只要數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令信號(hào)主軸就可以準(zhǔn)確地定向。當(dāng)活塞桿向右移到位時(shí)，行程開(kāi)關(guān) lSl 發(fā)出滾輪 5退出凸輪定位盤(pán)凹槽的信號(hào)，此時(shí)主軸可啟動(dòng)工作。另一延時(shí)繼電器延時(shí) 后，壓力油進(jìn)入定位液壓缸下腔，使定向活塞向左移動(dòng)， 圖 35 機(jī)械式主軸準(zhǔn)停裝置 1無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) 2感應(yīng)塊 3凸輪定位盤(pán) 4定位液壓缸 5定向滾輪 6定位活塞 圖 36電器式主軸準(zhǔn)停裝置 1主軸 2同步感應(yīng)器 3主軸電動(dòng)機(jī) 4永久磁鐵 5磁傳感器 畢業(yè)論文 17 當(dāng)定向活塞上的定向滾輪 5 頂入凸輪定位盤(pán)的凹槽內(nèi)時(shí)，行程開(kāi)關(guān) LS2 發(fā)出信號(hào)，主軸準(zhǔn)停完成。準(zhǔn)停裝置分機(jī)械式和電氣式兩種。 4 主軸準(zhǔn)停裝置 在數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床以及鏜銑為主的加工中心上，由于特殊加工或自動(dòng)換刀，畢業(yè)論文 16 要求主軸每次停在一個(gè)固定的準(zhǔn)確的位置上。 3 支承方式的選擇 (1)選擇軸承的型號(hào) 由于絲杠工作時(shí)，既承受軸向載荷又承受徑向載荷 ,故支承絲杠的軸承選用能同時(shí)承受徑向載荷與單向軸向載荷的角接觸球軸承 .絲杠在傳動(dòng)是要正反轉(zhuǎn) ,則軸承承受的軸向力的方向可能反復(fù)變化 ,故采用兩個(gè)軸成面對(duì)面安裝 .如圖所示 : 畢業(yè)論文 14