课程设计--数控平台设计.doc

目录 题目：数控平台设计 1、设计任务 1.1设计任务介绍及意义 1.2设计任务明细 1.3设计的基本要求 2、总体方案设计 2.1设计的基本依据 2.2可行性方案的比较 2.3总体方案的确定 3、机械传动系统设计及核算 3.1滑动导轨的建议选择 3.2螺旋丝杠的计算 3.3轴承的选择及校核 3.4步进电机选型计算 4、电气控制系统设计 4.1控制系统的的基本组成 4.2电器元件的选型 4.3控制流程及程序清单 5、小结 6、参考文献 1、设计任务 1.1设计任务介绍及意义 课程设计题目 机电传动单向数控平台设计 主要设计内容 (1)机械传动结构设计 (2)电气控制系统 课程设计意义： ⑴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。 ⑵培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。 ⑶培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。 ⑷树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 1.2设计任务明细： 机电传动单向数控平台设计： 1.21电机驱动方式步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机； 机械传动方式：螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等； 电气控制方式：单片微机控制、PLC控制 1.25主要设计参数： 行程——800、500、300 mm； 移动负载质量——50 kg； 负载移动阻力——100 N；—（减速器）--传动部件—负载---（包括它们的安装底座+联轴器+支承部件+导向装置）； 包括以上部件的选型设计； 电气部件选型设计；流程图+程序 1.3设计的基本要求： 1）方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案，并对各种方案进行分析和评价，进行方案选优。 2）总体设计：针对具体的原理方案，通过对动力和总体参数的选择和计算，进行总体设计，最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图。 3）根据控制功能要求，完成电气控制设计，给处电气控制电路原理图。 4）课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书和所绘制的设计图纸上，每个学生应独立完成课程设计说明书一份，字数为5000字以上，设计图纸不少于两张。 5）用计算机绘图或手工绘图，打印说明书。 6）设计选题分组进行，每位同学采用不同方案（或参数）独立完成； 2、总体方案设计 2.1设计基本依据 直流伺服电机具有响应迅速、精度和效率高、高速范围宽、负载能力大、控制特性优良等优点，被广泛应用于在闭环或版闭环控制的伺服系统中。 直流伺服电机的选择要满足惯量匹配和容量匹配原则。同时，由于直流伺服电机的机械特性较软，常用语闭环控制，因此对于直流伺服电机的选择，还应考察固定平率和阻尼比等。 螺旋丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，效率低，精度也低，但刚性好，用于重载荷。 ⑴电机驱动方式：直流伺服电机 ⑵机械传动方式：螺旋丝杠 ⑶电气控制方式：单片机控制 ⑷功能控制要求：速度控制 ⑸主要设计参数：单向最大工作行程——500mm； 工作台重量——100kg 移动负载质量——50kg； 负载移动阻力——50N； 移动速度控制——12 工作台滑动摩擦系数； 选用矩形导轨； 丝杠材料初选钢材为，其HRC为。丝杠两端为固定支撑（F-F），每个支座安装两个的接触角推力球轴承，面对面安装，进行预拉伸。 3、机械传动系统的设计与核算 3.1 滑动导轨的简易选择 已知条件 单向行程长度：ls＝500mm＝0.5m 移动速度 ：12m/min 负载质量 ：100kg 寿命要求 ：每天开机8h，一年按300个工作日，寿命5年以上 计算项目 设计计算及说明 主要结果 1、额定工作时 间寿命Th 每天开机10h，一年按300个工作日，寿命5年以上 2、额定行程长度寿命Ts 144km 3、额定动载荷 式中，Ts 为额定行程长度寿命；K 为寿命系数，一般 取K=50km；为硬度系数；为温度系数； 为接触系数；为负荷系数；Ca 为额定动载荷；F 为滑块工作载荷,是导轨滑块所受的力，为径向力，设为800N。 4、对 导轨副的选 择 根据以上计算数据，选择上银科技股份有限公司（HIWIN）的四列示低组装线型滑轨EG系列。EG系列采用四列钢珠承受负载设计，使其具备高刚性、高负荷的特性，同时具备四方向负载特色、及自动调心的功能，可吸收安装面的装配误差，得到高精度的诉求。加上降低组合高度及缩短滑块长度，非常 适合高速自动化产业机械及空间要求的小型设备使用。具体型号选取EG