【正文】 因?yàn)橹鬏S的外形相對簡單，不需要經(jīng)常的換刀，所以加工的時間教短。 調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì) 2 2 主軸材料 的選擇 主軸的選用 45 鋼， 45鋼的加工性能較為理想，材料的價格比較低廉， 但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好， 45號鋼可以淬硬至 HRC42~46。 關(guān)鍵字：單片機(jī) 設(shè)計(jì)計(jì)算 定時 機(jī)構(gòu) 目 錄 任務(wù)書 ............................................................................................................................................... i 摘 要 ................................................................................................................................................ii 目 錄 ........................................................................................................................................... iii 1 主軸的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................... 4 2 主軸材料的選擇 ............................................................................................................................ 2 3 主軸加工方法的選擇 ................................................................................................................... 2 4 主軸參數(shù)計(jì)算： ........................................................................................................................... 2 5 減速電動機(jī)的選擇： ................................................................................................................... 5 6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................................................... 6 7 程序編寫 ..................................................................................................................................... 7 機(jī) 電一體化課程設(shè)計(jì) iv 設(shè)計(jì)心得 ......................................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 29 1 主軸的設(shè)計(jì) 在寵物自動喂食機(jī)上采用直接由電機(jī)帶動主軸旋轉(zhuǎn)，控制料口的開啟和關(guān)閉，由于電機(jī)選用的是具有自鎖 功能的直流減速電機(jī)，中間不采用減速裝置，簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)盡量的緊湊。 寵物自動喂食機(jī)設(shè)計(jì)要求： 定時投放飼料，具有開機(jī)自檢功能，可以設(shè)定開啟關(guān)閉時間的長短，適應(yīng)不同寵物食量的需要， 使用電動機(jī)驅(qū)動，其電源應(yīng)為安機(jī) 電一體化課程設(shè)計(jì) iii 全電源。 1份。 機(jī) 電一體化課程設(shè)計(jì) ii 訓(xùn)練和提高設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，編寫技術(shù)文件（說明書）等。機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì) 機(jī)電 系統(tǒng) 綜合課程設(shè)計(jì) 任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì)的目的 本次設(shè)計(jì)是機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)控制課程結(jié)束之后進(jìn)行的一個重要的綜合性、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)的基本目的是： 掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和方法，包括參數(shù)的選擇、傳動設(shè)計(jì)、零件計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制等培養(yǎng)系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)的能力。 綜合應(yīng)用過去所學(xué)的理論知識，提高聯(lián)系實(shí)際和綜合分析的能力，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識。 二、設(shè)計(jì) 任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)題目： 寵物自動喂食機(jī)的設(shè)計(jì) ：總體設(shè)計(jì)，機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書； ： 定時投放飼料，具有開機(jī)自檢功能，可以設(shè)定開啟關(guān)閉時間的長短，適應(yīng)不同寵物食量的需要 ； ： 零件圖，裝配示意圖 ； ：控制系統(tǒng)接口圖一張； 直流減速電機(jī) 驅(qū)動， MCS51或單片機(jī) FX2NPLC 控制系統(tǒng)，軟件環(huán)分，由鍵盤輸入實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制。 摘 要 本次設(shè)計(jì) 寵物自動喂食機(jī) 的基本功能和設(shè)計(jì)思路，根據(jù)給定的規(guī)定動作順序，綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識和相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識，完成寵物自動喂食機(jī)理論方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并繪制必要的零部件圖，其中包括裝置的原理方案構(gòu)思和擬定；原理方案的實(shí)現(xiàn)、傳動方案的設(shè)計(jì)，主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)簡圖；設(shè)計(jì)計(jì)算與說明。 寵物自動喂食機(jī)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)關(guān)鍵問題為：飼料的定時投放，料口的開合角度的確定，定時長短的設(shè) 計(jì)，時間設(shè)定模塊的組合。所以直接用電機(jī)驅(qū)動主軸，省去中間的減速環(huán)節(jié)。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮 45鋼優(yōu)越的機(jī)械性能，常將 45鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。 3 主軸加工方法 的選擇 由于主軸是間歇回轉(zhuǎn)類零件，不需要長時間的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以加工的精度不需要很高，在普通的車床上既可以加工。在加工主軸時，需要注意的是徑向尺寸的控制，不過通過合理的安排加工工藝可以解決。尤其需要注意的是孔中心的確定，因?yàn)槭呛罄m(xù)安裝旋轉(zhuǎn)件的，所以要控制中心的偏差。 估取 主軸的長度和直徑 : i. 12段軸用于安裝聯(lián)軸器，故取直徑為 5mm。 iii. 34段分隔段，直徑為 5mm。 v. 56段安裝旋轉(zhuǎn)件，直徑為 40mm。 3. 34 段為為分隔長度為 10mm 4. 45 段用于安裝旋轉(zhuǎn)件長度為 6mm。 （ [2]P355 表 151） a) 綜合系數(shù)的計(jì)算 由 ??dr ， ?dD 經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為 ??? ， ??? ， （ [2]P38 附表 32 經(jīng)直線插入） 軸的材料敏感系數(shù)為 ??q ， ??q ， （ [2]P37 附圖 31） 故有效應(yīng)力集中系 數(shù)為 )1(1 ???? ??? ?qk )1(1 ???? ??? ?qk 查得尺寸系數(shù)為 ??? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為 ??? ， （ [2]P37 附圖 32）（ [2]P39 附圖 33） 軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? ， （ [2]P40 附圖 34） 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 1?q? ，則綜合系數(shù)值為 ???? ???? ??kK ???? ???? ??kK b) 碳鋼系數(shù)的確定 碳鋼的特性系數(shù)取為 ??? ， ??? c) 安全系數(shù)的計(jì)算 軸的疲勞安全系數(shù)為 ??? ? maKS ??? ? ??? 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì) 5 ??? ? maKS ??? ? ??? SSS SSS ca ????? ???? 故軸的選用安全。料口的狀態(tài)有完全關(guān)閉和完全打開兩種狀態(tài)，（ 1）兩行程開關(guān)都輸出信號時，料口處于關(guān)閉狀態(tài)，（ 2）兩行程開關(guān)有一個閉合輸出信號時，料口處于完全打開狀態(tài)。 ZGA25R310 式 直流齒輪減速 電動機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)： ZGA25R310 使用電壓 :DC6V 轉(zhuǎn)速： 20rpm 外徑 :25mm 總長 :51mm 伸出軸長 :10mm 扭力 :13KG 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì) 6 6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （一）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。 單片機(jī) 光電 耦合 驅(qū)動 執(zhí)行 機(jī)構(gòu) 具體原理：編寫單片機(jī)指令，通過掃描鍵盤輸入的數(shù)字記錄需要轉(zhuǎn)動的角度，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，由功率放大電路實(shí)現(xiàn)功率的放大，然后接 減速 電動機(jī)，通過聯(lián)軸 器把力矩傳到 主軸 。 （二）、單片機(jī)的選用 本設(shè)計(jì)選用 ATS9S51 芯片，片內(nèi)無 ROM 或者 EPROM，使用時必須配置外部的程序存儲器 EPROM。 （ 2）控制口線 PSEN(片外取指控制 )、 ALE（地址鎖存控制）、 EA（片外存儲器選擇）、 RESET（復(fù)位控制）。 ATS9S51最小應(yīng)用系統(tǒng)。又因?yàn)?8031在外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時地址的低 8位信息和數(shù)據(jù)信息分時送出，故還需要采用一片 74LS373 來鎖存低 8為地址信息。如圖 MCS51的程序存儲器空間與數(shù)據(jù)存儲器空間是相互獨(dú)立的。片內(nèi) 8kb單元地址要求地址線 13根（ A0~A12）。地址鎖存器的鎖存信號為 ALE。由于程序存儲器芯片只有一片，所以其片選端（ 31）直接接地。在此系統(tǒng)中有 P P3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 時三態(tài)門導(dǎo)通，輸出線上為 8為鎖存器的狀態(tài)。 G為鎖存信號輸入線， G=1 時鎖存器輸出等于 D端輸入， G輸入短跳變將輸入信息鎖存到 8為鎖存器中。在 ALE為高電平時， 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，此時外部程序存儲器宣統(tǒng)信號線 PSEN出現(xiàn)低電平，選通相應(yīng)的外部。 7 程序編寫 連線圖： 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì) 8 程序設(shè)計(jì)： AT89S51,F=6MHz 影響第 0組的 R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7 20H,21H,30H,31H,32H,35H,36H,37H,38H,39H,3AH,3BH,3CH,3DH,3EH。程序從這里開始 SJMP MAIN 。定時器 0中斷入口 LJMP GOTO ORG 40H 。設(shè)堆棧 MOV 30H,12H 。存放分鐘 ,設(shè)初值 MOV 32H,00H 。第一個鬧鐘的小時位 ,設(shè)初值 MOV 36H,30H 。第二個鬧鐘的小時位 ,設(shè)初值 MOV 38H,00H 。存放年 MOV 3AH,11H 。存放日 MOV 3CH,00H