2坐标课程设计说明书..doc

机电专业课程设计说明书 设计题目：二坐标数控工作台设计 学 院：机械工程与力学学院 班 级： 08 机电 1 模块班 设 计 者：赵滨 指导老师：胡利永 完成日期： 2012-3-8 学 校：宁波大学科技学院 目录 一、机电专业课程设计目的 3 二、总体方案设计 3 三、机械系统设计 4 1 4 2 5 3 5 4 7 5 11 四、绘制装配图 11 五、电气原理图设计 12 1 12 2 12 3 13 4 I/O13 5 13 6 13 7 13 8 14 参考文献 14 2 一、机电专业课程设计目的 本课程设计是学生在完成专业课程学习后， 所进行的机电一体化设备设计的综合性训练。通过该环节达到下列目的：（ 1）巩固和加深专业课所学的理论知识； 2）培养理论联系实际，解决工程技术问题的动手能力； （3）进行机电一体化设备设计的基本功训练，包括以下 10 方面基本功： 1）查阅文献资料； 2) 分析与选择设计方案； 3）机械结构设计； 4）电气控制原理设计； 5）机电综合分析； 6）绘工程图； 7）运动计算和精度计算； 9）撰写设计说明书； 10）贯彻设计标准。 二、总体方案设计 2.1 设计任务 1）题目：二坐标数控工作台设计。 2）设计内容及要求： ）工作台总装图一张（ 0 号） ）控制电气图一张（ 1 号） 3 ）设计说明书一份（ 10-20 页） ）具体设计参数如下： 台面尺寸： 175 170 行程 X： 170；Y:120 定位精度： X 0.01/ 300mm Y 0.013 / 300mm 典型工艺参数：台面速度 X: 1.1m / min ， Y： 1.0m / min ； 进给抗力 X: 100N ； Y: 90N ； 工作物重： 12 Kg 。 2.2 总体方案确定 （1）系统的运动方式与伺服系统 由于工件在移动的过程中受到负载力较小，为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动 X-Y 工作台。 （2）计算机系统 3 本设计采用了与 MCS-51系列的 8031 单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比，且易扩展。 MCS-51的程序存储器空间为 64K字节。对于片内无 ROM的单片机 8031，需进行程序存储器的扩展。本控制系统由由 8031 型单片机、数据锁存器 74LS373、存储器 EPROM2764、RAM6264、地址译码器 74LS138、并行 I/O 接口 8255 等集成电路构成 （3）X-Y 工作台的传动方式 为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。 由于工作台的运动载荷不大，因此采用直线滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。 考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率和结构简单的要求，尽可能使传动比为 1。 三、机械系统设计 3.1 、工作台外形尺寸及重量估算 由台面尺寸为 175×170，查课程设计指导书表 3-23 ，估计取工作台厚度30mm，则重量：按重量 =体积×材料比重估算 175 170 30 10 3 7.8 10 2 70N X 向拖板（上拖板）：估计上丝杆长度，由 lu lV l e ，余程 l e 查表 5-4 取 20mm， 则丝杆长度约为 345。电动机约 2kg，托板和导轨合估计为 345 170 30 10 3 7.8 10 2 2 10 157N 工作物重为 120N 则 X-Y 工作台运动部分的总重量：约 347N。 3.2 、滚动导轨的参数确定 ⑴、导轨型式：直线滚动导轨 ⑵、导轨长度 错误！未找到引用源。 X 向导轨（上） 取动导轨长度 l B 175 mm 4 动导轨行程 l 170 mm 余程约为 le 20 mm 支承导轨长度 L l B l le 365 mm 计算四滑块的载荷，工作台重量 70N，假设重物处于台中央，然后扩大载荷2 倍。 P F G 47.5N 4 扩大后 95N。 f w P L 1 Ca 3 fh ft fc f a 50 计算需要的动载荷 ， 查长方资料得： fh 1 ， f t 1， fc 0.81 ， f a1 ， fw 1 。 代入数据得 Ca 228N ，由资料 3-20 取滚动导轨型号为： LY15AL，额定动 载荷为 605N，满足要求。 错误！未找到引用源。 Y 向导轨（下） l B 170 mm l 120 mm le20 mm L lB l l e 310 mm 取值 330mm 计算四滑块的载荷，总重量 347N，假设重物处于台中央，然后扩大载荷 2 倍。 P F