数控回转台课程设计.docVIP

目录 摘要·······················1 任务与分析····················2 总体方案的设计··················3 3.1机械部分的设计················4 3.1.1步进电机的选择···············4 3.2.1蜗轮蜗杆的配合···············6 3.2.2齿轮传动的设计···············8 3.2.3轴的校核与计算···············9 3.2.4角接触球轴承的选择·············10 3.2.5齿轮上键的选取与校核············10 3.3驱动电路的设计················10 3.4控制系统的设计················12 3.4.1操作控制面板的功能设计及按钮的布局设计···12 4.总结·······················16 5.参考文献·····················17 第1章 摘要 随着数控技术的普及，越来越多的设备都离不开这项技术了。本课程设计说明书围绕数控技术展开了一系列的讨论和说明。首先，为满足设计的要求，控制系统采用的是MCS—51单片机控制系统，该系统的性能较好，价格也还算公道，比较适合完成此课程设计（即数控回转工作台的数控化改造）的相关任务。但由于MCS—51单片机的驱动能力有限，不能直接带动工作台旋转，所以还必须外接一个驱动器，所以驱动电路的设计在此说明书中占有比较大的比例，根据任务书的要求，可采用开环控制的步进电机驱动电路。当然整个系统离不开机械系统的支持，所以机械部分的设计也尤为重要，此说明书主要针对步进电机，轴的校核与计算，蜗轮与蜗杆的选用与校核，齿轮传动的设计以及机械部分的设计与计算等。  第2章 任务与分析 为进一步巩固与机电一体化相关的知识，特撰写了这本关于利用MCS—51单片机控制的数控回转工作台的设计说明书。该设计以数控技术为核心展开了一系列的讨论，主要包括机械部分的设计和控制系统的设计两大部分，此毕业设计以“简约而不简单”的总原则，设计出了一套性价比高，劳动强度弱，操作简单及可靠性好的数控回转工作台，该数控回转工作台所能达到的功能主要包括以下几点：1.工作台回转角度为：0～360；2. 工作台最大回转半径：200mm；3. 工作台所能承受的最大重量：20kg；4. 工作台分度精度：100//；5. 由键盘输入回转角度；6. 分度角度显示5位；7. 工作台最大回转最大速度：20r/min。它所应用的领域比较广泛，主要用于精密的机械加工设备，各类医疗设备，各类军事设备等。需要说明的是，该说明书上许多东西都是理论上的，还缺乏足够的实际应用，该设备目前还未投产。  第3章 总体方案设计 数控分度转台根据其特点，大致包括以下主要部件： 完成最终功能的机械执行部分（即产品的机械装置） 操作者操纵产品的工作以及了解产品的工作状态的操作面板 处理操作指令的控制系统 对控制系统发出的控制信号进行放大以及驱动相应设备的驱动电路 图 3-1 图3-2 3．1机械部分的设计 3．1．1步进电机的选择 首先必须要明白步进电机的工作原理，它将是电脉冲信号变为角位移或线位移的开环控制元件，所以步进电机常用于开环系统的控制，这一点刚好能满足毕业设计中开环控制的要求。 要正确地选择步进电机，还必须清楚它的特性，主要有以下几点：1. 步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机停止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度转动，转动的速度和脉冲的频率成正比；2.步进电机电机具有瞬时启动和急速停止的优越特点；3.改变脉冲的顺序，可以方便地对步进电机进行调整。 要根据转矩和步矩角选择合适的步进电机，综上所述，可选择型号为DM39系列的步进电机，步矩角为1.2度，保持转矩为7.6N .m，步进最高转速为900转/分钟。 表3-1  3.2.1涡轮蜗杆的配合 蜗轮蜗杆配合常用来传递两交错轴之间的运动和动力，它主要有以下的一些特点：1.可以得到很大的传动比（i可达7—80），比交错轴斜齿轮机构紧凑；2.两轮啮合面为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构；3.蜗杆传动相当于螺旋传动，故传动平稳，噪音很小；4.具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮间的当量角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能用蜗轮带全保护作用；5.传动效率低，磨损较严重；6.蜗杆轴向力大；7.常用于间歇工作的场合。蜗杆传动的这些特点刚好符合