机电传动单向数控平台课程设计

《机电传动单向数控平台课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一、教学目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1.培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统（产品）的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。2.培养学生搜索、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍一集编写技术文件的能力、提高计算、绘图等基本能力。3.培养学生掌握机电产品设计的一半程序和方法，进行工程师基本素质的训练。4.树立

2、正确的设计思想及严肃认真的工作作风。二、设计要求1.电机驱动方式：步进电机。2.机械传动方式：螺旋丝杠。3.电气控制方式：单片微机控制。4.功能控制要求：速度控制。5.主要设计参数：单向工作行程1000mm，移动负载质量50kg，负载移动阻力50N，移动速度控制3m/min。三、总体方案设计2.1方案概述：本系统将采用ATMEL公司生产的MEGA-16L系列产品作为控制单元。通过控制单片机的引脚发送的脉冲信号控制步进电机的速度然后将步进电机产生41的力矩通过减速器进行一级减速之后输入螺旋丝杠端驱动工作平台的移动。同时该系统将采用实时控制系统

3、通过按键的控制调整当前的速度值并将速度值显示在显示系统中，显示系统由12864屏幕承担工作任务，可以显示中文字符，通过将当前的速度值显示在屏幕上可以方便控制者对系统的操作。2.2方案特点：本系统与其他同类产品相比具有以下的特点：1.单片机控制具有较强的灵活性，可以处理多种可能发生的情况。2.响应速度快，提高控制的实时性。3.造价比较便宜，系统扩展方便。4.可视化程度高，方便控制。一、机械传动系统设计给定参数：单向工作行程：1000mm移动负载质量：50kg负载移动阻力：50N移动速度控制：3m/min4.1滑动螺旋传动计算一、确定丝杠的导程

4、查手册知导程为10MM的丝杠其公称直径范围最大，且在这个公称直径范围内的丝杠其优先腿脚选用的稻城也为10MM,因此，确定选用导程Ph=10MM的丝杠。41二、丝杠的转速三、丝杠的平均载荷四、预期额定动载荷（1）按预期工作时间估计查表：轻微冲击=1.2精度等级1-3，取=1.0可靠性96%，取=0.53已知：寿命=15000h得：五、丝杠副的型号根据所选定的导程=10mm以及动载荷选用FFZD型丝杠，型号FFZD3210，其主要参数如下：公称直径32mm导程10mm丝杠大径30mm41轴端直径<=24mm动负荷32KN静载荷70KN刚度117

5、0N/um六、耐磨性计算选择梯形螺纹ξ的值为：0.8整体式螺母的φ值在1.2-2.5之间选取φ值为1.8φ的值为：1.8许用压强在18MPa-25MPa之间，选取[p]为22MPa许用压强[p]为：22MPa七、验算自锁螺旋副摩擦系μs在0.08-0.1之间，选取螺旋摩擦系数为0.088螺旋副摩擦系数μs为：0.088根据得出螺纹升角螺纹升角为：1.658°41根据得出当量摩擦角=5.21八、计算驱动转矩、为轴承摩擦力矩驱动转矩T为：258(N*mm)九、计算螺杆强度[]取71-118.333Mpa螺杆当量应力σ的值为：0.043MPa<[

6、]合格十、螺纹牙强度计算41螺杆螺母螺杆螺母螺纹牙底宽度为：5.2mm螺杆抗剪强度为：0.008MPa螺杆抗弯强度为：0.018MPa螺母抗剪强度为：0.077MPa螺母抗弯强度为：0.178MPa十一、螺杆的稳定性计算螺杆的最大工作长度l为：1300mm两端固定长度系数μ为：0.5螺杆材料的弹性模量E为：207000MPa应使（不能满足此条件应该加大）临界载荷Fc的值为：326929.962N41十二、螺杆的刚度计算螺杆材料的切变模量G为：83000MPa轴向载荷使导程产生的变形量δLF为：0mm转矩使导程产生的变形量δLT为：0mm导程

7、的总变形量δL为：0mm十三、计算横向振动螺杆两支承间的最大距离lc为：1000mm两端固定的系数μ1为：4.730临界转速nc为：5255.678(r/min)十四、计算效率41轴承效率为：0.99效率为：0.266784.2电动机的选择选用步进电机：工作机所需输入功率：＝（50+50N）*3m/min=5w电机所需功率：其中，为高速级联轴器效率，0.99为滚动轴承效率，0.99为闭式圆柱齿轮效率，0.97（按8级精度）为螺旋传动效率，0.26678所以查表选电机型号为：75BF001电机参数：型号:75BF001相数:3步距角(°):1

8、.5电压/V:24相电流/A:3最大静转矩/(N·m):0.392空载起动频率/(step/s):1750空载运行频率/(step/s):电感/mH:19电阻/Ω:0.6241分