机电专业课程设计说明书-二坐标数控工作台设计

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1、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15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……………………………………………………………41、计工作台外形尺寸及重量估算………………………………………………42、电动机滚动导轨的参数确定…………………………………………………53、滚珠丝杠的设计计算………………………………………………………5

2、4、步进电机的选用………………………………………………………………75、确定联轴器的型号……………………………………………………………11四、绘制装配图…………………………………………………………………11五、电气原理图设计……………………………………………………………121、功率单片机的选择…………………………………………………………122、外部程序存储器的扩展……………………………………………………123、外部数据存储器的扩展……………………………………………………134、I/O口扩展电路……………………………………………………………135、显示器接口设计……………

3、………………………………………………136、键盘接口电路设计…………………………………………………………137、步进电机的接口电路设计…………………………………………………138、其他…………………………………………………………………………14六、参考文献……………………………………………………………………1415一、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

4、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：1）工作台总装图一张（0号）2）控制电气图一张（1号）3）设计说明书一份（10-20页）4）具体设计参数如下：台面尺寸：行程X：170；Y:120定位精度：典型工艺参数：台面速度X:，Y：；进给抗力X:100N；Y:90N；工作物重：12。2.2总体方案确定（1）系统的运动方式与伺服系统由

5、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15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

6、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X向拖板（上拖板）：估计上丝杆长度，由，余程查表5-4取20mm，则丝杆长度约为345。电动机约2kg，托

7、板和导轨合估计为工作物重为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①X向导轨（上）取动导轨长度mm15动导轨行程mm余程约为mm支承导轨长度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。扩大后95N。计算需要的动载荷，查长方资料得：，，，，。代入数据得，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。②Y向导轨（下）mmmmmmmm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