机电一体化系统课程设计---X－Y数控工作台机电系统设计

1、 机电一体化系统课程设计机电一体化系统课程设计 设计说明书设计说明书 设计题目：XY 数控工作台机电系统设计 院校： 班级： 姓名： 学号： 2011 年 12 月 24 日 目目 录录 机电一体化系统设计课程设计任务书 1总体方案 1.1 导轨副的选用 1.2 丝杆螺母副的选用 1.3 减速装置的选用 1.4 伺服电动机的选用 1.5 检测装置的选用 2.控制系统的设计 3.机械传动部件的计算与选型 3.1导轨上移动部件的重量估算 3.2铣削力的计算 3.3直线滚动导轨副的计算与选型 3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型 3.5步进电动机减速箱的选用 3.6步进电动机的计算与选型 3.7 增量式

2、旋转编码器的选用 4工作台机械装配图的绘制 5.工作台控制系统的设计 6.步进电动机驱动电源的选用 7.设计总结 参考文献 1张建民.机电一体化系统设计第三版.高等教育出版社 2尹志强.系统设计课程设计指导书. 机械工业出版社 设 计 计 算 与 说 明 主要结果 设计任务：设计任务： 题目：X-Y 数控工作台机电系统设计 任务：设计一种供立式数控铣床使用的 X-Y 数控工作台，主要 参数如下： 1）立铣刀最大直径 d=15mm； 2）立铣刀齿数 Z=3； 3）最大铣削宽度mmae15； 4）最大背吃刀量mma p 8； 5）加工材料为碳钢； 6）X、Y 方向的脉冲当量 mm yx 005.0

3、 /脉冲； 7）X、Y 方向的定位精度均为 mm01.0 ； 8）工作台导轨长度为 1260mm； 9）工作台空载最快移动速度min/3000 mmvv yx ； 10）工作台进给最快移动速度min/400 maxmax mmvv fyfx ； 11）移动部件总重量为 800N； 12）丝杆有效行程为 920mm。 一、总体方案的确定一、总体方案的确定 1 机械传动部件的选择 1.1导轨副的选用 要设计的X-Y工作台是用来配套轻型的 立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精 度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不 易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优

4、点。 1.2 丝杆螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过 丝杆螺母副转换成直线运动，要满足 0.005mm 的脉冲当量 mm01.0和的定位精度，滑动滑动丝杆副无能为力，只有选用滚 珠丝杆副才能达到。滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运 转平稳、寿命长、效率高，预紧后可消除反向间隙。 1.3 减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杆副以 后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件 折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消 设 计 计 算 与 说 明 主要结果 间隙机构。为此，决定采用无间隙齿轮传动减速箱。 1.4 伺服电动机的选用 任务书规定的脉冲当量尚未达到 0.001mm，定位精度也未达到微米级，空载最快速度也只有 3000mm/min。因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交 流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进 电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。 1.5 检测装置的选用 选用步进电动机作为伺服电动机后， 可选开环控制，也可选