机电一体化旋转工作台课程设计

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1、 机电一体化课程设计说明书机电一体化课程设计说明书 题 目：旋转工作台的机电一体化设计 专 业：机电一体化 姓 名： 指导教师 ： 完成日期 2013 年 5 月 20 日 目目 录录 课程设计的目的 2 机电一体化系统设计课程设计任务及设计参数 3 一、系统总体改造方案的确定 3 二、工作台旋转机械部分的改进 5 三、工作台升降机械部分改进 8 四、最佳方案 11 五、其他机械部分改进 12 六、控制部分方案设计 10 小 结21 参考文献 22 课程设计的目的 1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方法。 2）通过对机械系统的设计掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计

2、计算方法与 选用原则。齿轮同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。 3） 通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱 动方式， 学会选用典型的位移速度传感器； 如交流、 步进伺服进给系统， 增量式旋转编码器， 直线光栅等。 4） 通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如 控制系统选用原则、CPU 选择、存储器扩展、I/O 接口扩展、A/D 与 D/A 配置、键盘与显示 电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电机的控制软件等。 5） 培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思路。

3、6） 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。 机电一体化系统设计课程设计任务及设计参数 课程设计名称 旋转工作台的机电一体化设计。 设计任务 机械部分 说明该机构的工作原理、传动支撑方式、导向方式、预紧方式等；若有必要，可在提供的 CAD 图中按自己认为合理的方式进行修改。 设计限位装置（如接近开关的安装支座） 控制部分 该装置由两台异步电动机驱动，其中一台电机控制工作台在 90 度范围内往复旋转，另一台 电机控制工作台上的托辊转动，完成工件输入、停止和输出的动作。要求用继电器接触器控 制系统、或 PLC、或单片机完成上述动作的控制。 提交的设计文件 设计说明书（A4

4、） 。 相关电气参数 3.1 电机 Y 系列(IP44)小型三相异步电动机技术数据(380V、50Hz). 型号: Y801-2 额定功率/kW: 0.75 铁心长度/mm: 65 气隙长度/mm: 0.3 定子外径/mm: 120 定子内径/mm: 67 定子线规 nc-dc: 1-0.63 每槽线数: 111 并联支路数: 3 绕组型式: 单层交叉 节距: 19/210/1811 槽数 Z1/Z2: 18/16 转动惯量/(kgm2): 0.00075 质量/kg: 16 PLC (参考) FX2N-32MR-001 电源电压 220V AC 输出电压 220V AC 一、系统总体改造方案

5、的确定 我这次课程设计主要针对旋转工作台机械部分的改造。 将原方案中的由原来的通过电机带 动涡轮蜗杆转动是工作台旋转， 由液压缸伸缩控制工作台升降； 改成由液压缸升降工作台使 与工作台固定的轴在特制的套筒按一定的轨迹移动， 已达到旋转特定角度且上升到指定高度 的目的； 工作台上升高度可以通过手动控制液压缸的电磁阀控制。 这样不仅简化了转台整体 结构，降低加工制造成本，而且提高了旋转角度的定位精度。 工作台传送工件由电机通过减速器和联轴器带动限力式辊轴的转动，辊轴间通过链条连接， 已达到传送工件的目的，而工件的位置则由挡板控制。 二、工作台旋转机械部分的改进 1、原方案（图一） 图一 该方案的工

6、作过程：电动机正转经联轴器带动蜗杆涡轮使工作转台旋转，当转到 0 90 后，电 动机停转，电动机反转时，工作转台回到原来的位置。 分析不合理处： A、该方案中采用三相异步电动机不合理。在工作中电机需频繁启动，很容易使电机损坏。 B、电动机与蜗杆直接用联轴器连接不合理。首先，三相异步电机转速都较快，而转台只需 转半圈，则需要较大传动比的涡轮蜗杆，结构过大，明显不适合用在此处。其次，若工作过 程中发生卡死故障， 由于电动机与蜗杆直接用联轴器连接， 很可能导致烧坏电机并且有可能 引发安全事故。 C、轴承端没有挡油环，不利于润滑 改进方案 （1）针对 A 处改进方案 槽轮机构 该方案与方案一的类似，不同之处为联轴器后面加上了一个槽轮机构（图三） ，由槽轮带 动涡轮蜗杆转动，从而转动工作台。其工作原理为拨销盘以不变的转速旋转，拨销转过 2 时，槽轮转过相邻两槽间的夹角为 2，在拨销转过其余的部分时，即 2（ ） ，槽 轮静止不动，直到拨销