一维工作台设计说明书概论
机床设计说明书
机床设计说明书摘要：1.机床设计说明书概述2.机床的设计理念与目标3.机床的主要结构与功能4.机床的操作与维护5.机床的性能与优势6.结论正文：一、机床设计说明书概述机床设计说明书是一本详细介绍机床设计理念、结构、功能、操作与维护等方面的专业书籍，旨在帮助读者深入了解机床的特点、性能及优势，为选购、使用和维护机床提供参考依据。
本文将详细阐述一款机床的设计说明书，以期为广大用户提供有益的指导。
二、机床的设计理念与目标1.设计理念：本机床遵循高性能、高精度、高效率、易操作、易维护的设计理念，力求为用户提供优质的产品。
2.设计目标：通过创新设计和精密制造，实现机床的高稳定性、高可靠性、高适应性，满足不同用户的需求。
三、机床的主要结构与功能1.结构：本机床主要由床身、主轴箱、进给系统、控制系统、冷却系统等部分组成，各部分协同工作，保证机床正常运行。
2.功能：（1）高精度主轴：采用高精度轴承和优质合金钢制造，具有高承载能力、高转速和长寿命等特点。
（2）进给系统：采用伺服电机驱动，实现快速、精确的进给，提高加工效率。
（3）控制系统：采用智能化数控系统，具备自动编程、故障诊断等功能，易于操作和维护。
（4）冷却系统：采用水冷方式，保证机床在高速运行时能够有效散热，提高运行稳定性。
四、机床的操作与维护1.操作：操作者需经过专业培训，熟悉机床的性能、结构和操作规程，遵循安全规定进行操作。
2.维护：定期对机床进行保养，包括清洁、润滑、紧固等，发现异常及时报修，保证机床的正常运行。
五、机床的性能与优势1.性能：本机床具备高精度、高效率、高稳定性等性能，能满足各类零件的加工需求。
2.优势：（1）高精度：保证零件加工的尺寸精度和形位公差，提高产品质量。
（2）高效率：提高生产效率，降低生产成本。
（3）高稳定性：保证机床长时间稳定运行，降低故障率。
（4）易操作：智能化数控系统，简化操作流程，提高工作效率。
（5）易维护：合理的结构设计和完善的保养措施，降低维修成本。
一维工作台设计说明书
电子精密机械设计课程设计一维伺服移动工作台设计说明书（仅供参考)目录课程设计任务2设计任务介绍2设计内容2 一、分析工作条件和设计要求 3 二、电机选型3三、滚珠丝杠的选型4四、联轴器的选型9五、转矩讨论10六、电机的校核12七、联轴器校核13八、导轨选型13九、轴承的校核14十、轴承的校核18十一、系统谐振频率计算18十二、光栅的选型19附录20课程设计任务一、设计任务介绍:一维伺服移动工作台整体结构为完成一维伺服移动工作台的设计，需设计的机械系统包括：伺服电机、减速器、联轴器、滚珠丝杠、直线导轨、光栅传感器等。
设计内容一维工作台整体结构：一维工作台整体结构由于工件重量(100N），工作台轴向载荷（300N)均很小，初选不考虑减速器。
一、分析工作条件和设计要求给定参数:工作台承重载荷:=100N,工作台轴向载荷:=300N，工作台最大移动速度：=0。
5m/s,有效行程:S=900 mm，加速时间常数：t=0.1s,加速度：a===5m/，重力加速度g=9。
8N/kg.1.工作台设计尺寸为：400×200×20mm，选用2A11，根据结构设计，工作台质量：=kg,∴载荷=+g=100+56.99=156.99N，∴根据经验，暂定采用双导轨4滑块，滑块质量为0.4kg。
二、电机选型整体质量M=++=100÷9。
8++1。
113=17.13kg,a.摩擦力，滚动导轨摩擦系数μ∈[0。
003，0。
005］,取μ=0.005；=Mgμ=17。
13×9。
8×0。
005=0。
84N，b.惯性力=M=17.13×=85.665N，最大轴向力=++=0。
84+85.665+300=386。
505N,最大功率==386。
505N×0.5=193。
25W,查机械设计手册P579：取，,,取安全系数为2电机所需功率,选择电机，见松下电机手册P57：AC200 V用，额定转速3000r/4500额定转矩为2。
课程设计：一维伺服移动工作台设计说明书
电子精密机械设计课程设计一维伺服移动工作台设计说明书学校名称：上海大学学院专业：机自学院精密机械系设计队员：指导老师：二〇〇一一年十二月目录课程设计概述 (2)课程设计任务 (2)1.设计任务介绍： (2)2.设计参数 (3)3.设计内容简介 (3)课程设计 (4)1一维工作台整体结构 (4)2.各部分选型 (4)1)电机的选型 (4)2)滚珠丝杆的选型 (7)3)支撑单元选择 (16)4)联轴器选择 (17)5)转矩探讨 (17)6)电机的校核 (20)7)联轴器校核 (20)8)导轨的选型 (21)9)轴承的校核 (22)10)系统精度计算 (25)11)系统谐振频率计算 (27)12)光栅的选型 (27)附录 (28)课程设计概述本次专业课程设计要求我们掌握电子精密机械设计方面的基础知识，并能独立运营电子精密机械设计的基本理论、基本方法、进行有关电子精密机械方面的设计。
通过本次专业课程设计使我们熟悉机械系统的方案论证过程，包括取得方式比较、传动形式的确定等；学会采用AUTOCAD进行机械设计，达到较熟悉程度；利用学过的基础理论，在设计实践中进行载荷的分析计算、电机的选择、传感器的选择、传动链的分析计算、传动系统的精度、谐振分析；综合运用有关课程如机械制图、公差与技术测量、热处理、机械设计、机械原理传感器技术等所学的知识来解决工程实际问题。
从而培养我们的自学能力、独立工作能力、协作精神和创新精神，为以后的毕业设计打好基础。
课程设计任务1.设计任务介绍：图1-1 一维伺服移动工作台整体结构为完成一维伺服移动工作台的设计，需设计的机械系统包括：伺服电机、减速器、联轴器、滚珠丝杠副、直线导轨、光栅传感器等。
2.设计参数工作台的承重载荷0300G N =；工作台的轴向载荷060F N =；工作台的最大移动速度max 0.2/V m s =；工作台的有效行程S 600mm =；加减速时间常数0.15t s =；2a 1.33m/s ⇒=加速度 重力加速度g 取9.8N/kg3.设计内容简介一维工作台整体结构 电机的选型 滚珠丝杆的选型 支撑单元选择 联轴器选择 转矩探讨 电机的校核 联轴器校核 导轨的选型 轴承的校核 系统精度计算 系统谐振频率计算 光栅的选型课程设计1一维工作台整体结构考虑到工件重量（300N ）,工作台轴向载荷（60N ）J 均很小，初选不考虑减速器。
工作台设计说明书
工作台设计说明书目录一、总体 (2)二、机械结构设计 (3)1、脉冲当量和传动比的确定 (3)2、机械部件(工作台)总体尺寸 (3)3、工作载荷分析及计算 (4)4、滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (5)5、导轨的选型和计算 (10)6、联轴器的选择及计算 (11)7、传动系统等效转动惯量计算 (12)8、步进电机的选用 (13)三、控制系统设计 (18)1、控制系统硬件的基本组成 (18)2、接口程序初始化及步进电机控制程序 (19)3、直线圆弧插补程序设计 (22)参考文献 (30)一、总体1、总体参数设计一个数控XY工作台及其控制系统。
该工作台可安装在铣床上，用于铣削加工。
已知的设计参数如下：2、开、半闭、闭环选择开环伺服系统——步进电机驱动——没有检测装置半闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——脉冲编码器——速度反馈闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——位置检测装置——位置反馈本设计采用开环步进电机驱动。
3、传动初步设计电动机——联轴器——滚珠丝杠——工作台4、系统组成框图大致确定为：控制、接口、驱动、传动再到执行。
即为XY →→→→控制器接口电路驱动装置传动机构工作台5、机械传动系统简图X 轴与Y 轴的传动系统简图都如图所示二、机械结构设计1、脉冲当量和传动比的确定1.1、脉冲当量的确定根据机床或工作台进给系统所需要的定位精度来选定脉冲当量。
考虑到机械传动系统的误差存在，脉冲当量值必须小于定位精度值。
本次设计给定脉冲当量为0.01mm 。
1.2、传动比的确定传动比计算公式：Pb L i δθ3600=专业课课程设计指导书（2－1）其中：为步进电机的步距角，为滚珠丝杠导程，为系统脉冲当量。
根据传动设计，采用联轴器，初选电机步距角?=9.0b θ，丝杠导程mm L 40=，mm P 01.0=δ。
则其传动比101.036049.03600=??==P b L i δθ 2、机械部件(工作台)总体尺寸由于工作台的加工范围为X ＝200mm ，Y ＝150mm 。
XY工作台说明书
目录一、设计说明（一）设计任务（二）总体方案的确定（三）系统总体方案设计二、机械部分设计（一）脉冲当量的选定（二）步进电机的选用（三）计算铣削力（四）滚珠丝杠副的选用（五）工作台尺寸确定:（六）滚珠丝杠长度确定（七）丝杠传动效率计算（八）丝杠稳定性验算（九）丝杠刚度验算（十）计算减速器传动比（十一）齿轮机构设计（十二）传动系统是转动惯量计算（十三）步进电动机负载能力校验（十四）导轨的选型及计算三、控制系统电路设计（一）接口设计（二）伺服系统设计（三）步进电机驱动电路设计（四）运动控制器控制原理四、控制软件结构设计（一）直线插补程序（二）圆弧插补程序参考文献一、设计说明本设计是以PC平台为基础的数控X-Y工作台实验系统，它具有直线插补和圆弧插补等数控系统所使用的常用功能，结构简单，操作方便，控制精度相对较高, 可靠性、稳定性和实用性都很好。
X、Y两方向的运动各由一台步进电机控制。
数控系统每发出一个信号，步进电机就走一步，并通过中间传动机构带动两方向的丝杠旋转，分别使得X、Y工作台进给。
数控系统由单片机、键盘、变频检测系统构成，具有间隙补偿、直线插补、圆弧插补、断丝自动处理等主要功能。
线切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密细小和形状复杂的零件。
线切割技术、线切割机床正在各行各业中得到广泛的应用。
因此研究和设计数控线切割有很强的现实意义。
微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。
（一）设计任务:设计一个数控X-Y工作台及其控制系统,该工作台可安装在铣床上,用于铣削加工.设计参数如下:最在铣削直径： 20mm最在铣削宽度： 8 mm最大铣削深度： 5 mm加工材料：碳钢工作台加工范围： X=250,Y=180最大移动速度： 3 m/min（二）总体方案的确定数控X—Y工作台的总体方案设计应考虑以下几点：1．工作台应具有沿纵向和横向往复运动、暂停等功能，因此数控控制系统采用连续控制系统。
工作台说明书
目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)第1章零件的工艺分析 (2)1.1零件的作用 (2)1.2零件的工艺分析 (3)第2章工艺规程的设计 (3)2.1 毛坯的选择 (3)2.2基准的选择 (3)2.2.1 粗基准的选择 (3)2.2.2 精基准的选择 (3)2.3 制定工艺路线 (3)2.4 加工方法的确定 (4)2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (5)2.6切削用量及工时的确定 (6)第3章夹具设计 (29)3.1 问题的提出 (29)3.2 夹具设计 (29)3.2.1 夹具的作用 (29)3.2.2 夹具应满足的条件 (29)3.2.3 定位基准的确定 (29)3.2.4 切削力及夹紧力的计算 (30)3.2.5 定位误差分析 (31)3.2.6 液压控制回路的确定 (32)3.2.7 夹具的使用及维护 (32)第4章结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)摘要本文介绍了摇臂铣床升降台的毛坯的制造形式及其等级从而确定出其加工余量、基准的选择以及根据设定的基准而制定的较为合理的工艺路线、之后根据加工条件等综合因素确定出升降台的整个加工过程中的切削用量以及加工工时。
最后在设计夹具的时候，考虑到升降台的作用及使用要求设定出夹具的定位基准为燕尾导轨面，而夹紧方式采用了汽动滑块的斜面来夹紧，从而实现了铣床升降台铣T形槽的机械加工。
关键字：铣床升降台、工艺、燕尾导轨、夹具、T形槽AbstractThis article introduced the X5032 milling machine work tablesemifinished materials manufacture form and its the rank thusdetermined its processing remainder, the datum choice as well as thebasis establish the datum formulates the more reasonable craft route,acts according to afterwards processes synthesis factor and so on thecondition determines the work table in the entire processing processcutting specifications as well as the processing man-hour. Finally isdesigning the jig time, considered the work table the function and theoperation requirements establish the jig the localization datum tolead for the dovetail Guide rail, but clamped the way to use the steam tomove the slide the incline to clamp, thus has realized the millingmachine work table mill T shape trough machine-finishing.Essential character：Milling machine work table, craft, dovetail guide rail, jig, T shapetrough.前言机械制造行业一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。
一维数控工作台设计
一维数控工作台设计一维数控工作台是一种工业设备，用于在一维平面上进行各种加工工作。
它通过计算机控制系统，可以自动进行加工操作，具有高精度、高效率和稳定性等特点。
设计一维数控工作台需要考虑加工需求、机械结构、控制系统和人机交互等方面。
首先，设计一维数控工作台需要确定加工需求，即确定需要加工的工件材料和形状。
不同的工件材料和形状对加工设备的要求不同，需要根据具体的加工需求来确定一维数控工作台的规格和功能。
接下来，设计机械结构是设计一维数控工作台的关键。
机械结构包括机床床身、导轨、滑块、传动系统等部分。
机床床身应具有足够的刚度和稳定性，以保证加工过程中的精度和稳定性。
导轨和滑块应具有低摩擦、高精度和高刚度，以保证加工过程中的运动平稳和精度。
传动系统可以采用丝杆传动、齿轮传动或皮带传动等方式，根据加工需求和要求选择合适的传动系统。
设计控制系统是实现数控操作的关键。
控制系统由计算机、数控软件、运动控制卡和执行器等部分组成。
计算机通过数控软件生成加工程序，将加工程序传输给数控系统，数控系统通过运动控制卡控制执行器实现运动控制。
控制系统需要具有可编程性、精度高和稳定性好的特点，以满足不同加工需求和加工要求。
最后，设计人机交互界面是保证操作方便和安全的关键。
人机交互界面包括显示屏、键盘、鼠标和控制按钮等部分。
显示屏用于显示加工程序和加工过程，操作人员可以通过键盘、鼠标和控制按钮进行操作控制。
人机交互界面需要设计合理、直观易用，以提高操作效率和操作便利性。
总结来说，设计一维数控工作台需要考虑加工需求、机械结构、控制系统和人机交互等方面。
通过合理的设计和配置，可以实现高精度、高效率和稳定性的加工操作，提高生产效率和产品质量。
《工作台设计》课件
2 考虑可升降和可调节
根据使用者的身高和工作需求，设计可调节 高度的工作台。
3 注意工作台的稳定性
确保工作台结构稳定，避免因使用不当而倾 斜或摇晃。
4 注意工作台的保养和维修
提供易于清洁和维修的工作台材料和配件。
六、结论
工作台设计在提升工作效率、舒适度和安全性方面起着重要作用，未来将继续发展并适应新的工作方式和需求。
合的配件。
5
照明设计
6
合理安排工作台的照明，确保光线充足
且舒适。
7
需求分析
了解使用者的工作需求和习惯，为工作 台设计确定基本要素。
材料选择
选择适合工作台用途的材料，考虑耐用 性和易清洁性。
色彩搭配
根据工作环境和使用者的偏好，进行合 理的色彩搭配。
其他设计细节
考虑工作台的附加功能和细节，如线缆 管理、储物设计等。
选择功能齐全、易于使用的工作台材料和配 件。
3 美观性原则
注重工作台的外观设计，提升工作环境的舒 适度和美感。
4 安全性原则
确保工作台的结构安全稳定，符合人体工程 学要求。
三、工作台设计的流程
1
空间规划
2
根据工作台的功能和布局要求，进行合
理的空间规划。适
参考文献
- 张志勇，《工作环境设计与布置》，化学工业出版社，2021年。 - 李明，陈华，《现代工作台设计原理与实践》，机械工业出版社，2020年。
四、工作台设计的案例分享
办公桌设计
设计人性化的办公桌，提高工作效率和员工舒适度。
实验室工作台设计
为实验室设计符合安全和实验要求的工作台。
钣金加工工作台设计
设计符合加工需求和工艺标准的工作台，提高生产效率。
一维数控工作台设计
一．总体方案设计
1.1 设计任务
其他设计参数如下： 工作台面板150×200 承受载荷 Pz = 12Kg , Px = 15Kg ,Py = 6Kg 最大移动距离 300mm 最大移动速度 2.5m/min 采用联轴器传动
一．总体方案设计
1.2 系总体方案确定
统 总 体 基 本 思 想
一．总体方案设计
五．光学部分设计
5.2 参数计算
设计要求：检测丝杠转角， 步进电机走一步，编码器输出 不小于5个脉冲信号，确定主 要参数。
五．光学部分设计
5.2 参数计算
(1).光源采用LED 型号：SST-R-3528-85105-C-12
五．光学部分设计
5.2 参数计算
(2).透镜 通光口径 : 焦 直 距: 径: d=1~3mm f =10cm D=25mm
110
112
16
6.5
查表选用110BYG250型步进电机
二．机械系统设计
2.5确定传动比 确定传动比
因步进电机步距角 距 t = 4mm ，脉冲当量 δ p = 0.01mm / step 系统传动比：
，
θb = 1.5o ，滚珠丝杠螺
一维伺服工作台
应用技术学院一维伺服工作台设计班级：学号：姓名：指导老师：成绩：机械工程实验教学中心目录一、设计参数 (2)二、工作台的外形尺寸和质量估算以及相关数据处理 (2)三、滚动导轨的参数确定 (2)四、滚珠丝杠副的选取 (3)五、步进电机的选用 (5)六、轴承和联轴器的选取 (9)七、工作台机械部分 (12)八、步进电机驱动电路设计 (12)九、结论 (20)附录一 (21)附录二 (22)一、设计参数：（1） 工作台的轴向载荷F=100N ；（2） 工作台的最大移动速度Vmax ≤40mm/s ； （3） 脉冲当量 mm 01.0≤δ （4） 工作台的有效行程L=450mm ；二、工作台的外形尺寸和质量估算以及相关数据处理： 体积：V=长×宽×高= 150mm ×150mm ×20mm=34105.4m -⨯。
重量：选用工作台材料为铸铁，密度337.810/kg m ρ=⨯,取重力加速度g9.8/N kg=，则工作台质量Kg m m Kg V M 51.3105.4/108.73433=⨯⨯⨯==-ρ。
工作台运动部分的总重量:N Kg N Kg Mg G 4.34/8.951.3=⨯==。
三、滚动导轨的参数确定：⑴、导轨型式：这里选择闭式滚珠导轨，闭式滚珠导轨承载能力较小，但方向精度高，摩擦力小，耐磨性较好，对温度变化不敏感，符合本设计要求。
⑵、导轨长度:工作台大小为150×150mm 2，同时设计要求最大移动距离为450mm ，工作时的余量留20mm ，因此初选导轨长度为620mm 。
（3）导轨的选型：通过查表，我们最终选择TBR16型号的导轨。
四、滚珠丝杠副的选取：（1）初选滚珠丝杠副的导程：由于工作台的最大移动速度Vmax=40mm/s，而一般步进电机的步距角为0.9度和1.8度居多，经过对有关滚珠丝杆资料的查询，我们初选滚珠丝杆的螺距h P =4mm ，且额定寿命为t=15000h 。
一维转台设计毕业设计
一维转台设计毕业设计一维转台设计毕业设计引言：在现代科技高速发展的今天，机械设计领域的创新与突破势在必行。
作为机械设计专业的毕业生，我决定以一维转台设计为题，展示我在毕业设计中的研究成果。
本文将介绍一维转台的概念、设计原理、材料选择以及未来的发展趋势。
一、一维转台的概念一维转台是一种可以在一维方向上进行旋转运动的装置。
它通常由转台本体、传动系统和控制系统组成。
转台本体是一种能够承载物体并进行旋转的平台，传动系统负责将电能或机械能转化为转台的旋转动能，控制系统则用于控制转台的旋转速度和方向。
二、设计原理在一维转台的设计过程中，需要考虑到以下几个方面的原理。
1. 旋转平稳性原理为了确保转台的旋转平稳，需要对传动系统进行精确的设计。
传动系统应具备高传动效率、低噪音和稳定的传动比。
常见的传动方式包括齿轮传动、带传动和液压传动等。
2. 控制精度原理转台的控制精度对于实际应用非常重要。
控制系统应具备高精度的位置控制和速度控制功能，以满足不同应用场景的需求。
常见的控制方式包括PID控制、模糊控制和自适应控制等。
3. 结构强度原理转台在运行过程中会承受一定的载荷，因此结构强度是设计中必须考虑的因素之一。
合理选择材料和结构形式，以确保转台在承载能力和刚度方面具备足够的安全性。
三、材料选择在一维转台的设计中，材料的选择对于整个装置的性能和寿命有着重要的影响。
常见的材料包括金属材料、复合材料和高强度塑料等。
选择合适的材料需要综合考虑材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、重量和成本等因素。
四、未来的发展趋势随着科技的不断进步，一维转台的设计也将朝着更加智能化和高效化的方向发展。
1. 智能化未来的一维转台将会具备更高级的自动化和智能化功能。
通过引入人工智能和机器学习技术，转台可以自动学习和优化控制策略，提升工作效率和精度。
2. 高效化为了提高转台的工作效率，未来的设计将注重提升传动系统和控制系统的效率。
通过采用新型材料和优化结构设计，转台的自重将得到减轻，从而提高转台的加速度和响应速度。
X-Y工作台课程设计说明书
目录一、设计任务P1二、脉冲当量和传动比的确定P1三、工作载荷分析及计算P2四、滚珠丝杠螺母副的选型和校核 P3五、导轨的选型和计算 P5六、电动机的选型和校核 P7七、步进电机控制电路设计P15八、参考文献P19附加一张数控系统框图和一张软件框图专业课程设计说明书一、设计任务设计一个数控X-Y 工作台及其控制系统。
该工作台可安装在铣床上，用于铣削加工。
1）设计要求1. 了解机电一体化化概念及机电一体化技术、机电一体化产品的含义。
2. 领会机电综合设计训练的意义。
3. 了解机电综合设计的几大步骤。
2）设计参数的确定设计参数：系统分辨率为0.01mm ，最大铣刀直径Φ=16mm ，最大铣削宽度ae=5mm,最大铣削深度ap=2mm,加工材料为碳钢，工作台加工范围X=200mm,Y=150mm ，最大移动速度Vmax=3m/min.3）方案的分析、比较、论证本设计是一种经济型数控工作台，采用开环控制，主控装置为单片机，软件环形脉冲输出，驱动电路为高低压驱动电路，驱动电机为步进电动机，传动变换机构采用滚珠丝杠副。
二、脉冲当量和传动比的确定1）脉冲当量的确定：本设计采用步进电动机，等每脉冲代表电机一定的转角，这个转角经滚珠丝杠使工作台移动一定的距离。
每个脉冲所对应的工作台的移距，称为脉冲当量或分辨率，记为δp ，单位为mm/脉冲。
根据工作台进给系统所要求的精度来选定脉冲当量。
考虑到机械传动系统的误差存在，脉冲当量值必须小于定位精度值。
本次设计给定脉冲当量为0.01mm 。
2）传动比的计算：传动比的计算公式 pbLo i δθ360= 其中，θb 为步进电动机的步距角，Lo 为滚珠丝杠导程，δp 为系统脉冲当量，由公式可知，系统的传动比与θb,δp,Lo 有关。
因此，要计算系统传动比，必须先确定θb,δp 和Lo ，步进电动机步距角的选用原则为：定位精度要求不高的控制系统选用步距角大、运行频率低的步进电动机；定位精度要求较高、运行速度范围较广的控制系统，则应选用步距角较小，运行频率较高的步进电动机。
大行程一维滑台设计
题目: 大行程一维移动滑台设计目录摘要及关键字 (1)1.绪论 (2)1.1课题来源 (2)1.2技术要求 (2)1.3任务要求 (2)2.方案设计 (3)2.1方案概述 (3)2.2部件分析 (4)2.2.1电机选择 (4)2.2.2丝杠选择 (4)2.2.3丝杠支承 (5)2.2.4联接器、限位装置及导轨 (6)3.零件设计计算和选型 (7)3.1丝杠副选型与校核 (7)3.1.1丝杠副的选择 (7)3.1.2丝杠的校核 (8)3.2电机选型与校核 (9)3.3其余零件选型 (9)3.3.1联轴器选型 (9)3.3.2丝杠螺帽支撑架组合选型 (10)3.3.3轴承及轴承座选型 (10)3.3.4电机架设计 (10)3.3.5限位开关选型 (10)4.精度分析 (11)5.结论 (13)大行程一维移动滑台设计说明书摘要在各种精密仪器及精密机械装置中常使用多维工作台进行多维调整，包括位置调整和姿态调整。
调整装置可大体分为：水平移动部件、垂直移动部件、旋转运动部件等。
通常，一个六维调整装置（六维包括：三维角度，即俯仰、方位、旋转；三维平移，即水平横向、水平纵向和竖直方向。
）采用部件串联实现，即各部件对应一维调整，部件组装后使装置可以应对多维的使用要求。
课题背景为设计调整装置实现激光打靶装置中靶的多维调整。
课题要求完成其中大行程一维移动滑台的设计并编写说明书。
说明书，首先，给出了课题来源及课题所涉及的技术指标。
其次，概述了一维移动滑台的总体方案，总体方案为伺服电机与丝杠副组成的数控滑台，并给出了方案各部分选择的依据。
然后，对于关键部件丝杠副，说明了详细的计算过程及数据，并根据所选丝杠副完成伺服电机及其他零部件的选择与设计。
最后对系统进行精度分析，根据精度分析的结果验算系统的精度并给出提高系统精度的方案。
关键词：丝杆传动、一维移动、滑台设计1.绪论1.1课题来源在各种精密仪器及精密机械装置中常使用多维工作台进行多维调整，包括位置调整和姿态调整。
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电子精密机械设计课程设计一维伺服移动工作台设计说明书（仅供参考）目录课程设计任务 (2)设计任务介绍 (2)设计内容 (2)一、分析工作条件和设计要求 (3)二、电机选型 (3)三、滚珠丝杠的选型 (4)四、联轴器的选型 (9)五、转矩讨论 (10)六、电机的校核 (12)七、联轴器校核 (13)八、导轨选型 (13)九、轴承的校核 (14)十、轴承的校核 (18)十一、系统谐振频率计算 (18)十二、光栅的选型 (19)附录 (20)课程设计任务一、设计任务介绍：一维伺服移动工作台整体结构为完成一维伺服移动工作台的设计，需设计的机械系统包括：伺服电机、减速器、联轴器、滚珠丝杠、直线导轨、光栅传感器等。
设计内容一维工作台整体结构：一维工作台整体结构由于工件重量(100N)，工作台轴向载荷(300N)均很小，初选不考虑减速器。
一、分析工作条件和设计要求给定参数：工作台承重载荷：G0=100N，工作台轴向载荷：F a=300N，工作台最大移动速度：v max=0.5m/s，有效行程：S=900 mm，加速时间常数：t=0.1s，⇒加速度：a=V maxt =0.50.1=5m/s2，重力加速度g=9.8N/kg.1.工作台设计尺寸为：400×200×20mm，选用2A11,根据结构设计，工作台质量：m台=5.816kg，∴载荷G总=G0+m台g=100+56.99=156.99N，∴根据经验，暂定采用双导轨4滑块，滑块质量为0.4kg.二、电机选型整体质量M=m工+m台+m螺=100÷9.8+5.816+1.113=17.13kg,a.摩擦力F f[2]，滚动导轨摩擦系数μ∈[0.003,0.005]，取μ=0.005;F f=Mgμ=17.13×9.8×0.005=0.84N,b.惯性力F惯=M vt=17.13×0.50.1=85.665N,最大轴向力F max=F f+F惯+F a=0.84+85.665+300=386.505N,最大功率P max=F max v max=386.505N×0.5=193.25W,查机械设计手册P579：取η轴承=0.98，η联轴器=0.903，η丝杠=0.95,取安全系数为2 电机所需功率 P m =P max ×ηη轴2∙η滚∙η联=193.25×20.982×0.993×0.9=450.30W,选择电机，见松下电机手册P57：P 额=750WAC200 V 用，额定转速 3000r/4500r max 额定转矩为2.4N∙m转子转动惯量J 转=0.97×10−4kg ∙m 2, 惯量比为20倍以下三、滚珠丝杠的选型：运动方向：水平， 运送质量：m t =1009.8=10.20kg ,导向摩擦系数：0.003~0.005，取μ=0.005， 导向面摩擦阻力：F f =0.84N ， 轴向外部载荷：F a =300N ，希望寿命（转数）：L=60∙n ∙T =1.8×109rev ,行程长度：l s =900mm ， 操作速度：v max =0.5m/s ， 加速度时间：t 1=t 3=0.1s , 等速时间：t 2=0.9×0.1×0.5×0.5×20.5=1.7s ,加速度：a=v max t=0.50.1=5m/s 2,加速距离：l 1=0.1×0.5×0.5=0.025m =25mm , 等速距离：l 2=850mm ， 减速距离：l 3=25mm ， 每分钟往返次数：602(t1+t 2+t 3)=15.79次/min导程精度：按[一般机械]选择高精度C 3， 导程：P h =U maxn额÷60×i =0.5×1000×603000=10mm ，∴丝杠导程应大于或等于10mm ， 选取P h =10mm ，根据THK 滚珠丝杠手册A-692，Φ选择Φ18或Φ20，再根据《机电一体化设计》P36，选择支承方式为：固定-支撑。
1.计算轴向载荷，以∅18，∅20中，∅18最小，即若∅18满足，则其他满足，d×P h=18×10的丝杠，沟槽谷径d1=15.5mm,d×P h=20×10的丝杠，沟槽谷径d1=16.4mm,见THK滚珠丝杠手册B-648挠性载荷：P1=η2×d14l a2×104=10×15.5410002×104=5772.0>F max=414.610N,其中固定支撑的η2=10，l a为安装距离（估为1000mm），丝杠轴的容许拉伸压缩载荷P2=116×15.52=27869>F max,由以上计算可选取∅18, ∅20, ∅25, ∅28, ∅32等。
2.容许转速：丝杠最高转速：N max=3000rpm , N max=v max×60×103P h =0.5×60×10310=3000rpmN1=λ2∙d1l b2∙107=15.1×211000×107=3171rpm>N max=3000rpm见THK滚珠丝杠手册A-698DN值认定的许用转速根据THK手册，B-650~B-657，选取型号BIF 2510-A，L1=100mm,d c=21.4mm,d p=26.3mm,取∅25时，N2=13000026.3=4942.97 rpm >N max,静态安全系数：[F]max=C0a f s其中C0a=33kN，取f s=2.5，∴[F]max=332.5=13.2kN>F a max3.寿命计算a)去程加速运行时F1=F a+F f+F惯=0.84+85.61+300=386.51N，l1=25,等速运行时F2=F a+F f=0.84+300=300.84N，l2=850,减速运行时F3=F a+F f−F惯=0.84+300−85.66=215.18N，l3=25,b)回程加速运行时F4=F a−F f−F惯=300−0.84−85.67=213.49N，l4=25,等速运行时F5=F a−F f=300−0.84=299.16N，l5=850,减速运行时F6=F a−F f+F惯=300−0.84+85.67=384.83N，l6=25,正F m1=√F13×l1+F23×l2+F33×l3+F43×l4+F53×l5+F63×l6l1+l2+l3+l4+l5+l63=301.36N,负F m2=0，F a=F m1=301.36N,L=(C af w∙F a )3×106=(71001.5×301.36)3×106=3.87×109 rev >1.8×109 rev,L h=L×P h2×60×n×l s = 3.87×109×102×60×15.79×900=22721.58 h >10000 ℎ,∴丝杠寿命符合要求。
为确定定位精度，需较好刚度，取Φ25，即BIF 2510A-5，l1=100 mm,以此讨论支撑单元，见THK滚珠丝杠手册A-804:减小安装尺寸取BK17 BF17。
四、联轴器的选型：丝杠轴段长23mm，轴径为Φ15，电机MSNID 750W轴段长32mm，轴径为Φ19,根据MISUMI联轴器手册，选择联轴器型号为MISUMI SCXW46，相关参数：容许扭矩：101N ∙m, 最高转速：N max =10000 rpm ,转动惯量J 联=4.7×10−5kg ∙m 2.五、转矩讨论转矩由三部分计算：负载转矩T 1，滚珠丝杠预压引起转矩T 2，惯性转矩T 3， 1. 负载转矩T 1T 1=F∙Pn2π∙η∙i , F=F a +F f =300+0.84=300.84N,T 1=300.84×102π×0.95×1=504.06 N ∙mm,2. 预压转矩T 2T 2=0.05(tanβ)−12∙F a 0∙P h2π预压载荷：根据THK 滚珠丝杠手册 A-758，预压载荷取0.05C a ，C a =15.8KN ，F a 0=0.05C a =0.05×15.8×103=790N ， tanβ=P n π×d p=10π×26.3,T 2=0.05×(10π×26.3)−0.5×790×102π=180.70 N ∙mm ,螺纹长度螺纹外径=101025=40，C 3精度，见THK 滚珠丝杠手册 A-689:∴扭矩变动率为±45%∴T2=180.70×(1±45%)=180.70±81.32 N∙m,所以T2=T max=262.02 N∙mm.3.惯性转矩T3查表得丝杠转动惯量J s=3.01×10−3 kg∙m2,∴J=m(P n2π)2×1i2×10−6+J s×1i2=17.13×(10)2×10−6+3.01×10−3×10−4×1119=3.802×10−4 kg∙m2,角加速度ω’=2π×n max60×t1=2π×300060×0.1=3141.59 rad/s2,T3=(J+J m+J联)∙ω′=(3.802×10−4+0.97×10−4+4.70×10−5)×3141.59=1646.82 N∙mm,其中，J m为电机转子惯量，为0.97×10−4 kg∙m2,J联为联轴器转动惯量，为4.70×10−5 kg∙m2,t1=0.1s加速时：T k=T1+T2+T3=504.06+262.02+1646.82=2412.9 N∙mm t2=1.7s匀速时：T t=T1+T2=504.45+262.02=766.08 N∙mmt3=0.1s减速时：T g=T1+T2−T3=504.06+262.02−1646.82=−880.74 N∙mm六、电机的校核最高使用转速：n n=300 rpm,马达额定转速：n max=3000 rpm,所需最大转矩：T max=T k=1675.57 N∙mm,电机瞬时最大转矩：T pmax=7100 N∙mm,有效转矩：T rmg=√T k 2∙t1+T t2∙t2+T g2∙t3t1+t2+t3=√1675.572∙0.1+766.082∙1.7+143.412∙0.10.1+1.7+0.1=820.94N∙mm <T n,电机额定转矩T e=2400 N∙mm >T rmg,负载惯量J’=J+J联=1.455×10−4+4.70×10−5=1.925×10−4 kg∙m2,电机转子惯量J m=0.97×10−4 kg∙m2,∴J’=1.98J m, 1.98<20 满足要求(下图见松下电机手册P60)七、联轴器校核T ca=k A∙T,由《机械设计与制造简明手册》表13-2，K A∈[1.5,2.0],由于选取刚性联轴器，所以取较大K A值，取K A=2.0，T取T max=1675.57 N∙m,T Ca=K A×T=2.0×1824.56=3.65 N∙m <10N∙m,N max<10000 rpm,∴联轴器合格。