课程设计说明书--通用二维运动平台设计
CNC二维工作平台的设计-机电一体化课程设计方案
CNC二维工作平台的设计-机电一体化课程设计方案设计方案：CNC二维工作平台的设计一、课程设计目标：通过机电一体化课程设计，学生应能够完成CNC二维工作平台的设计，掌握相关的机电一体化知识和技能，熟悉CNC技术的应用。
二、设计内容：1. 了解CNC技术的基本原理和应用领域；2. 分析CNC二维工作平台的功能需求和设计要求；3. 进行CNC二维工作平台的机构设计，包括框架结构、运动导向和传动机构等；4. 进行CNC控制系统的设计，包括控制器的选型和布置、传感器的应用和接口设计等；5. 进行CNC二维工作平台的电气设计，包括电源和驱动电路的设计、信号线路的设计等；6. 进行CNC二维工作平台的编程设计，包括运动路径规划、速度控制和加工程序编写等；7. 进行CNC二维工作平台的组装调试，包括系统的安装和连接、参数的设置和校准等；8. 基于CNC二维工作平台进行加工实验和性能测试；9. 完成相应的课程设计报告和展示。
三、设计步骤：1. 学习CNC技术的基本原理和应用领域，了解CNC二维工作平台的功能需求和设计要求；2. 进行CNC二维工作平台的机构设计，包括框架结构、运动导向和传动机构等，可以采用标准件和自制件相结合的方式；3. 进行CNC控制系统的设计，选择合适的控制器，并设计相应的接口电路和传感器应用；4. 进行CNC二维工作平台的电气设计，包括电源和驱动电路的设计、信号线路的设计等；5. 进行CNC二维工作平台的编程设计，根据加工需求进行运动路径规划、速度控制和加工程序编写等；6. 进行CNC二维工作平台的组装调试，安装控制系统和电气装置，进行参数的设置和校准等；7. 基于CNC二维工作平台进行加工实验和性能测试，测试其运动精度和加工能力等；8. 撰写课程设计报告，总结设计过程和结果，并进行设计展示。
四、设计要求：1. 设计过程中注意机电一体化的原则，力求机械结构、电气系统和控制系统的紧密结合和协调工作；2. 设计的CNC二维工作平台应具有良好的运动精度和稳定性，能够实现目标加工要求；3. 设计报告应包括设计目标、设计过程、设计结果和性能测试等内容，并附上相关的设计图纸和实验数据。
高中二维运动教案模板设计
课程名称：物理年级：高中课时：2课时教学目标：1. 知识与技能：理解二维运动的基本概念，掌握二维运动的分解方法，能够运用平行四边形法则进行运动的合成与分解。
2. 过程与方法：通过实验、观察、讨论等方式，培养学生的观察力、实验操作能力和合作学习能力。
3. 情感态度与价值观：培养学生对物理学的兴趣，树立科学探究精神，增强团队协作意识。
教学重点：1. 理解二维运动的概念和特点。
2. 掌握运动的合成与分解方法。
教学难点：1. 运动的合成与分解在具体问题中的应用。
2. 平行四边形法则在运动合成与分解中的应用。
教学过程：一、导入1. 通过提问，引导学生回顾一维运动的相关知识，如位移、速度、加速度等。
2. 引入二维运动的概念，让学生思考如何描述一个物体在平面上的运动。
二、新课教学1. 讲解二维运动的基本概念，如分运动、合运动、运动的分解等。
2. 通过实验演示，展示二维运动的分解方法，如平行四边形法则。
3. 举例说明运动的合成与分解在具体问题中的应用，如抛体运动、斜抛运动等。
4. 引导学生运用平行四边形法则进行运动的合成与分解练习。
三、巩固练习1. 学生分组进行练习，巩固运动的合成与分解方法。
2. 教师巡视指导，解答学生疑问。
四、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，强调二维运动的基本概念和运动合成与分解方法。
2. 引导学生思考如何将所学知识应用于实际生活中。
五、作业布置1. 完成课后练习题，巩固所学知识。
2. 收集生活中的二维运动实例，进行分析。
教学评价：1. 通过课堂提问、练习题等方式，了解学生对二维运动的理解程度。
2. 观察学生在实验操作、合作学习等方面的表现，评价其能力发展。
教学资源：1. 教学课件：二维运动的概念、运动的分解方法、平行四边形法则等。
2. 实验器材：斜抛运动实验装置、抛体运动实验装置等。
3. 课后练习题：二维运动的分解与合成练习题、实际应用题等。
二维运动平台课程设计
二维运动平台课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解二维运动平台的基本概念，掌握其在物理运动中的应用。
2. 学生能运用公式计算二维运动平台的速度、加速度和位移。
3. 学生能解释二维运动中的力的合成与分解，理解牛顿运动定律在二维运动中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用物理知识分析并解决二维运动平台的相关问题。
2. 学生通过实际操作，培养动手能力和团队合作能力，提高解决实际问题的能力。
3. 学生能够运用数学工具，如坐标系、图形等，进行二维运动轨迹的描述和分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理科学的兴趣，激发探索精神和创新意识。
2. 学生在学习过程中，树立正确的科学态度，尊重事实，严谨求证。
3. 学生通过团队合作，学会倾听、沟通与协作，培养集体荣誉感和责任感。
课程性质分析：本课程为物理学科，针对学生年级特点，注重理论与实践相结合，提高学生的物理素养和解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的阶段，具备一定的物理和数学基础，但需要引导他们将知识应用于实际问题。
教学要求：1. 教师需采用生动有趣的教学方法，激发学生学习兴趣。
2. 教学过程中注重培养学生的动手能力和团队合作精神。
3. 教师应关注学生个体差异，给予个性化指导，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 二维运动平台基本概念：介绍二维运动平台的定义、构成和应用场景，使学生理解其在现实生活中的重要性。
- 教材章节：第二章第二节2. 二维运动平台的运动学分析：- 速度、加速度和位移的计算公式；- 运用坐标系描述二维运动轨迹；- 教材章节：第三章第一节、第二节3. 力的合成与分解在二维运动中的应用：- 牛顿运动定律在二维运动中的体现；- 合力与分力的计算方法；- 教材章节：第四章第一节、第二节4. 实际操作与案例分析：- 设计二维运动平台实验，让学生亲自动手操作，观察和分析实验现象；- 分析典型案例，使学生掌握解决实际问题的方法；- 教材章节：第五章5. 数学工具在二维运动中的应用：- 坐标系、图形等数学工具在二维运动轨迹描述和分析中的作用；- 教材章节：第六章教学安排与进度：本教学内容共计10课时，具体安排如下：1-2课时：二维运动平台基本概念；3-4课时：二维运动平台的运动学分析；5-6课时：力的合成与分解在二维运动中的应用；7-8课时：实际操作与案例分析；9-10课时：数学工具在二维运动中的应用。
01-两维运动平台说明书-控制部分
第三章二维运动平台电气控制系统设计根据总体方案及机械结构的控制要求，确定硬件电路的总体方案，绘制系统电气控制的结构框图。
PLC控制方案3.1 确定控制方案二维运动平台电气控制系统有继电器控制、单片机控制和PLC（可编程控制器）控制三种方式。
继电器控制方式存在可靠性差、可塑性差、接线复杂、自动化程度低等一系列缺点。
单片机控制方式采用单片机作为控制单元，开发周期较长，抗干扰性差，可靠性低，灵活性差。
PLC由CPU、存储器、输入/输出接口、内部电源和编程设备几部分构成，结构紧凑，集成度较高，开发方便，工作稳定可靠。
因此，本设计方案选用小型PLC作为控制单元。
可编程控制器是以计算机技术为核心的通用工业自动控制装置，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。
基于PLC的控制系统由小型可编程控制器、脉冲输出模块、交流伺服系统、键盘（多个开关组合而成）、显示器（LCD指示灯）等几部分组成。
系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，LCD指示灯可以实时显示系统的工作状态。
设计内容包括PLC选用，交流伺服电机控制电路，键盘显示电路以及其他辅助电路的设计（例如越界报警电路，掉电保护电路等）。
本方案选用的PLC控制系统由1台日本三菱公司的FX系列小型可编程控制器FX2N-32MR，2台FX2N-10PG脉冲输出模块，2套三菱MR-J2S系列及交流伺服系统（各包含1台HC-KFS73(B)交流伺服电机），其核心是可编程控制器，其输入部分主要接受行程开关、急停开关和手动开关等的动作信号，输出部分主要用于控制伺服驱动电机。
3.2 PLC控制系统硬件介绍3.2.1 电气控制系统框图控制系统是由硬件和软件两部分组成，硬件是组成系统的基础，有了硬件软件才能有效地运行。
二维平台设计说明书
目录第一章二维运动平台总体方案设计 (1)第二章二维运动平台进给伺服系统机械部分设计计算 (3)2.1 确定系统脉冲当量 (3)2.2 确定系统切削力 (3)2.3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (3)2.4滚动导轨副的计算与选型 (11)2.5 计算减速比i (13)2.6步进电动机的计算和选型 (13)第三章微机数控硬件电路设计 (20)3.1 MCS—51系列单片机简介 (21)3.1.1 MCS—51系列指令系统简介 (21)3.1.2 定时器/计数器 (21)3.1.3 中断系统 (23)3.2 存储器扩展电路设计 (23)3.2.1 程序存储器的扩展 (23)3.2.2 数据存储器的扩展 (24)3.2.3 译码电路设计 (24)3.3 I/O接口电路及辅助电路设计 (26)3.3.1 8155 通用可编程接口芯片 (26)3.3.2 8255 通用可编程接口芯片 (28)3.3.3 键盘显示接口电路 (30)3.3.4 电机接口及驱动电路 (31)3.3.5 辅助电路 (31)参考文献 (33)第一章二维运动平台总体方案设计1.1系统的运动方式与伺服系统的选择为了满足二维运动平台实现X.Y两坐标联动，任意平面曲面的加工，自动换象限，越位报警和急停等功能，故选择连续控制系统。
考虑到工作台的加工范围，不考虑误差补偿，故采用开环控制系统，由于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，因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，可以选用性能好一些的步进电动机进行驱动，以降低成本，提高性价比。
1.2机械传动方式电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.01mm的脉冲当量和 0.10mm的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠螺母副才能达到。
同时，为提高传动刚度和消除传动间隙，采用有预加负荷的结构。
1.3计算机系统根据设计要求，采用8位微机。
由于MCS—51系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，具有很高的性能价格比等特点，决定采用MCS —51系列的8031、80C31、8086、DSP、基于DSP的运动控制芯片，ARM嵌入式微处理器技术。
CNC二维工作平台设计说明书解读
目录第一章 CNC二维工作平台的总体结构特点 (1)1.1 CNC工作台的结构类型及设计 (1)1.2 拟定合理的传动方案 (3)1.3 控制电机的介绍 (3)1.4 伺服系统 (4)1.5 联轴器的选择 (4)第二章螺旋传动结构设计及电机型号的具体选择 (6)2.1 滚珠丝杠螺母机构介绍 (6)2.2 丝杠螺母副设计及电机选择 (7)第三章轴承的类型及其支撑方式设计 (11)3.1 轴承的类型介绍和具体选择 (11)3.2 确定轴承的尺寸 (11)3.3 对于轴承进行强度校核 (12)3.4 选择轴承的润滑方式 (13)第四章导轨的设计 (14)4.1 导轨的类型概述和选择 (14)4.2 导轨的设计 (15)4.3 导轨的刚度校核 (15)第五章其他技术说明 (16)5.1 装配、拆装、安装的注意事项及工作环境要求 (16)参考文献 (17)第一章 CNC二维工作平台的总体结构特点CNC二维工作平台的总体设计是对此机器的总体布局和全局的安排以及简单零件设计。
总体设计的合理与否对设计有重要意义，也将影响机器的尺寸大小、性能、功能以及设计质量。
1.1 CNC工作台的结构类型及设计1.1.1 CNC二维工作平台的组成、结构、特性（一）CNC工作平台的主要组成。
CNC二维工作台主要是由工作台滑板（滑块）、直线移动导轨、螺旋传动（丝杠）机构、驱动电机、控制装置、位移检测器、和机体（机座）组成。
（二）CNC工作平台的结构。
CNC工作平台的结构有两种分类方法：（1）按电机与机座、工作台滑板的相对位置分为三种：1.驱动电机与X方向（或Y方向）工作台滑板连成一体。
这种形式简单，但造成低层驱动重量大，电机振动会影响工作台的精度，它适用于低速传动。
2.下层电机不与工作台连成一体，而是装在机座上，上层电动机则与工作台滑板连在一起。
这种形式结构复杂，但是减少了下层电机的驱动重量，适用于中、高速传动，应用较广。
3.将全部电机放在机座上，电机通过一套较长的传动装置驱动工作台移动，这样的结构虽然减轻了下层工作台的承载重量和电机振动的影响，但却影响了传动系统的刚度和运动速度的提高。
二维精密工作台参考
精密机械与仪器设计课程设计说明书二维数控精密工作台学院：机电与信息工程学院班级：测控技术与仪器08级学号：0811350121姓名：吴桥摘要数控机床是一种高度自动化的机床，随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，改型频繁。
机械加工中，多品种、小批量加工约占80%。
这样，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，而且还要具备“柔性”，即灵活通用，能迅速适应加工零件的变更。
数控机床较好地解决了形状复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，具有适应性强、加工精度高、工质量稳定和生产效率高等优点，是一种灵活而高效的自动化机床。
精密数控工作台可广泛应用于激光焊接、层射线扫描、械手检测装置及实用教学领域。
随着电子、自动化、计算机和精密测试等技术的发展，数控机床在机械制造业中的地位将更加重要，而X-Y作台是这些设备实现高精密加工的核心部件，对于提高产品的加工质量起着尤为重要作用。
关键字：数控工作台步进电机控制滚珠导轨目录一、二维数控精密工作台的原理 (1)二、传动方案的确定 (2)三、机械系统设计的整体方案 (2)(一)工作台总体结构的确定 (2)（1）丝杆螺母副的选用 (2)（2）导轨副的选用 (3)（3）联轴器的选用 (3)（4）电动机的选用 (3)(二)绘制总体方案图 (3)(三)工作台质量计算 (4)(四)滚珠丝杆选择 (4)（1）滚珠丝杆工作长度计算 (5)（2）滚珠丝杠副载荷及转速计算 (5)（3）确定预期额定动载额 (6)（4）传动形式和支承方式的选择 (7)（5）滚珠丝杆副稳定性校核 (9)（6）滚珠丝杆副的刚度计算 (10)(五)直线滚动导轨选择计算 (10)（1）导轨型式选择 (10)（2）导轨额定寿命计算 (11)(六)步进电机的计算与选型 (12)(七)联轴器的选定 (14)(八)轴承选择 (15)四、控制系统设计 (15)(一)控制系统总体方案 (15)(二)控制系统具体方案 (16)(三)光栅传感器 (17)五、结论 (18)六、参考资料 (19)一、二维数控精密工作台的原理如图2.1.1所示为二维数控平台实验原理样机原理图，图2.1.2为二维数控平台实物照片。
二维工作台课程设计【优秀】讲解
机电一体化系统设计课程设计报告设计题目：学院：姓名：班级（学号）：指导老师：时间： 2013年6月目录一、总体方案设计 (1)1.1、设计任务 (1)1.2、总体方案确定 (1)二、工作台的尺寸及其重量的初步确定 (4)2.1、工作台（X向托板） (4)2.2、工作台（Y向托板） (4)2.3、上导轨座（连电机）重量 (4)三、滚动导轨的计算与选择 (5)3.1、滑块承受工作载荷F的计算及导轨型号的选取 (5)3.2、导轨的寿命计算 (5)3.3、导轨额定动负载的核算 (6)四、滚珠丝杠的设计计算及选择 (6)F的计算 (6)4.1、滚珠丝杠最大工作载荷max4.2、滚珠丝杠静载荷c F的计算 (7)4.3、滚珠丝杠动载荷Q F的计算 (7)4.4、丝杠型号的确定 (8)4.5、丝杠压杆稳定性核算 (8)4.6、丝杠刚度的验算 (9)五、电机的计算与选择 (10)5.1、电机步距角的计算 (10)5.2、负载惯量的计算 (10)5.3、负载转矩的计算 (11)5.4、步进电动机最大静转矩的计算 (12)5.5、步进电动机的确定 (13)5.6、步进电动机的性能校核 (13)六、联轴器的选择 (14)6.1、联轴器的介绍 (14)6.2、联轴器的选择 (14)七、轴承的选择 (15)八、控制系统硬件设计 (15)九、控制系统的设计 (21)十、参考文献 (28)一、总体方案设计1.1 设计任务题目：CNC 二维工作平台的设计任务：设计两轴联动的数控X-Y 运动平台，完成机械系统设计、控制系统设计与相应软件编程，根据试验条件进行调试，完成整个开发系统；一人一题，其主要技术指标如下：1）工作台负载重量350N N =；2）工作台面尺寸为C B H 355mm 370mm 32mm ⨯⨯⨯⨯＝； 3）底座外形尺寸为C1B1H1420mm 430mm 32mm ⨯⨯⨯⨯＝； 4）加工范围X 125mm Y 120mm ==，； 5）工作台最大移动速度max 1.5/min V m =； 6）X,Y 方向的定位精度为0.025mm ±； 7）X,Y 方向的脉冲单量为0.015mm/step .1.2 总体方案确定1.2.1方案确定思想该工作台设计主要分为机械系统部件和控制系统部件，其中机械系统部件主要包括导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机和检测装置等，控制系统部件则包括CPU 控制电路、电源设计电路、输入信号电路、输出信号电路、步进电机驱动控制电路等。
CNC二维工作平台设计
机电一体化系统设计课程设计说明书设计题目: CNC二维工作平台设计专业: 机械电子工程班级:学号:姓名:指导教师:二〇一三年十二月CNC二维工作平面设计摘要在本次设计中，我采用常规分离式主传动设计，机床主传动采用液压操纵机构，可实现十八级转速。
机床主轴箱内的传动齿轮均经淬硬磨齿处理，传动比稳定，运转噪音低。
机床主轴为二支撑结构，前支撑采用C级高精度轴承，润滑油润滑，提高了回转精度，使机床主轴具有良好的精度和刚性。
机床采用单片式电磁刹车离合器，解决主轴的刹车及离合问题，离合器安装于主轴箱带轮处，使床头箱内结构大为简化，便于维修。
机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式，在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板，滑动磨擦系数非常小，有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。
机床采用立式四工位刀架，该刀架布刀方便，刚性好。
进给方面，采用开环数控系统，即步进电机数控进给方式。
采用步进电机开环数控系统已基本能满足进给精度的要求。
主传动由于采用了分离传动发案，可较好的隔离电机及变速箱的震动，解决了热变形对主轴的影响，提高机床的加工精度。
再者，数控系统采用单片机技术，可靠性高，成本低，经济性好。
在总体性能上可以达到经济精密数控机床之列，达到较好的性价比。
该机床可以加工各种轴类、盘类零件，可以车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面。
作为通用型机床，特别适合汽车工业、摩托车行业、电子工业、航天、军工等行业，对旋转体类零件进行高效、大批量、高精度加工时采用。
机床采用机、电、液一体化结构，整体布局紧凑合理，便于维修和保养，外形符合人机工程学的原理，宜人性好，便于操作。
关键词： CNC ；CJ6132 ；分离传动；步进电机目录任务分配 (1)第1章绪论 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 系统总体方案设计概述 (2)第2章方案设计 (3)2.1 性能要求 (3)2.2 设计思路 (3)2.3 尺寸设计 (3)第3章机械结构设计（传动系统设计） (4)3.1 床身 (4)3.2 床头箱结构 (4)3.3 进给系统 (4)3.4 刀架 (4)3.5 尾座采用手动尾座 (4)3.6 冷却系统 (4)3.7 卡盘 (4)3.8 电气系统 (5)3.9 安全保护 (5)第4章CNC二维平台的控制电路的设计（硬件系统的设计） (6)4.1 主要参数的确定 (6)4.2 传动系统图拟定 (6)4.3 电机选择 (6)4.4 进给系统计算 (7)第5章数控系统设计 (9)5.1 单片机系统控制设计的基本要求 (9)5.2 数字控制系统框图 (9)5.3 数控系统的硬件特点 (9)5.4 控制系统图及芯片的选择 (10)5.4.1 系统的选用 (10)5.4.2 系统的扩展 (10)5.4.3 标准型数控系统 (11)5.4.4 MCS-51系列（三总线结构） (13)5.4.5 振荡器和时钟电路 (13)5.5 存储器及系统扩展设计。
二维数控精密工作台课程设计说明书
目录1.绪论 (2)课程设计的设计要求 (2)本课题设计内容 (3)本课题设计的目的和意义 (3)2.总体设计方案 (5)设计任务 (4)总体方案确定 (4)2.1二维数控精密工作台的原理 (5)2.2设计的整体方案 (6)2.2.1工作台总体结构的确定 (6)2.2.2传动方案的确定 (6)2.3绘制总体方案图 (6)3.机械系统的设计计算 (7)3.1滚珠丝杆选择 (7)3.1.1滚珠丝杆工作长度计算 (7)3.1.2工作台外形尺寸及重量估算 (8)3.1.3计算载荷 (9)3.1.4额定动载荷计算 (11)3.1.5稳定性校核 (12)3.1.6滚珠丝杆副的刚度计算 (13)3.2滚动直线导轨选择 (13)3.2.1导轨额定寿命计算 (13)3.2.2导轨工作载荷计算 (14)3.3联轴器的选择 (15)3.3.2联轴器的选定 (16)3.4轴承选择 (16)3.5步进电机的计算与选型 (17)3.6系统整体性能计算 (18)3.6.1步进电机轴上总当量负载转动惯量计算 (18)3.6.2系统刚度计算 (19)3.6.3系统固有频率计算 (20)3.6.4系统死区误差计算 (20)3.6.5由系统刚度变化引起的定位误差计算 (20)4.零件图 (22)4. 1滚珠丝杠 (21)4.2导轨 (22)5.总结 (23)6.参考文献 (24)1.绪论现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。
二维运动平台
(1)、丝杠的拉伸或压缩变形量
查《机电一体化系统设计课程设计指导书》表3-31得，滚珠直径 ,丝杠底径 ，丝杠横截面积S= =352.8 ,已知 =1121。将各个数据代入下式得
= 0.0287mm。
（2）、滚珠与螺纹滚道间接触变形
根据公式 ,求得单圈滚珠数Z=20；该型号丝杠为单螺母滚珠的圈数×列数为3×1，代轴向预紧力 N,代入下式得
其中，这算到电动机转轴上的最大工作负载转矩 由式 计算。本课题中对滚珠丝杠进行计算的时候，已知沿着丝杠轴线方向的最大进给负载 =1000N，则有： =
再由式 = 计算垂直方向承受最大工作负载（ ）情况下，移动部件运动时这算到电动机转轴上的摩擦转矩：
= =
最后由 ，求得最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩为：
=1.154
经过上述计算后，得到加在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩应为
3、步进电动机最大静转矩的选定 考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，根据 来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。本课题中取安全系数K=4，则步进电动机的最大静转矩应满足：
则加在步进电动机转轴上的总转动惯量为：
2、计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩
分快速空载起动和承受最大工作负载两种情况进行计算
1）快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩由公式 可知, 包括三部分：一部分是快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩 ；一部分是移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩 ；还有一部分是滚珠丝杠与今后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩 。因为滚珠丝杠副传动效率很高，根据公式 可知， 相对于 和 很小，可以忽略不计。则有：
二维平台设计.
5、答辩---------------------------------------------------1设计课程设计指导书[M].北京：机械工 业出版社，2009 [2]山东博特精工股份有限公司： [3] 滚珠丝杠、线性滑轨[OL].天津海特传动机械有限公司. [4]滚珠丝杠、线性滑轨[OL]. 汉意精工. [5] 步进电机及驱动器、交流伺服电机及系统[OL].步进机电有限公 司. [6]步进电机及驱动器[OL].北京斯达微步控制技术有限公司. [7] RORZE高精度步进电机及驱动器[OL].北京伟恒升集团. [8] 步进联轴器，编码器联轴器，微型电机联轴器[OL].广州菱科自动 化设备有限公司：
4、切削负载：
X向200N；300N；400N；500N；600N；
800N；1000N；1200N Y向300N；400N；500N；600N；700N； 1000N；1200N；1400N Z向400N；500N；600N；700N；800N； 1200N；1500N；1800N
5、最高运行速度： 步进电机运行方式： 空载：1m/min; 切削：0.6m/min； 交流伺服电机运行方式： 空载：15m/min;切削：6m/min； 6、系统分辨率： 开环模式0.01mm/step； 半闭环模式 0.005mm/step； 7、系统定位精度： 开环模式±0.10mm； 半闭环模式 ±0.05mm
工作进度安排
1、总体设计分析、确定方案、设计计算-------0.5周 2、机械部分结构设计、装配图绘制-------------1.0周
3、硬件电路设计-------------------------------------0.5周
4、撰写说明书------------------------------------------4天
二维工作台综合课程设计说明书
综合课程设计说明书（第11组）重庆交通大学机电与汽车工程学院目录一、课程设计的题目及要求 (2)（一）题目 (2)（二）要求： (2)二、总体方案的确定 (2)三、机械部分的设计和计算 (3)1、工作台的初步设计： (3)2、滚动导轨的参数确定： (5)3、滚珠丝杆计算、选择。
(6)4、步进电机的选择 (8)5、齿轮计算、设计 (10)6、步进电机等效负载计算 (11)四、机床数控系统硬件电路设计 (12)1、确定硬件电路总体方案: (12)2、主控制器CPU的选择： (12)3、I/O口扩展电路设计: (12)4、键盘、显示接口电路: (13)5、步进电机驱动电路 (13)6、其它辅助电路设计 (15)五、系统控制软件的设计 (16)1、系统控制软件的主要内容 (17)2、程序设计技术 (17)3、步进电机控制子程序的设计 (17)4、汇编语言程序设计 (19)六、课程设计的心得和体会 (21)七、参考资料 (22)一、课程设计的题目及要求（一）题目：单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台。
已知条件：定位精度：±0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=15000h，中等冲击，各题目的有效行程、快速进给速度和工作载荷见下表：（二）要求：1.课程设计应在教师的指导下由学生独立完成，严格地要求自己，不允许相互抄袭；2.认真阅读《课程设计指导书》，明确题目及具体要求；3.认真查阅题目涉及内容的相关文献资料、手册、标准；4.大胆创新，确定合理、可行的总体设计方案；5.机械部分和驱动部分设计思路清晰，计算结果正确，选型合理；6.微机控制系统方案可行，硬件选择合理，软件框图正确；7.手工或电脑绘制机械系统装配图一张（A1），控制系统电气原理一张（A1），图纸符合国家标准，布图合理，内容完整表达清晰；8.课程设计说明书一份（不少于5000字），包括：目录，题目及要求，总体方案的确定，机械系统设计，控制系统设计，参考文献等。
课程设计二维滑台
课程设计二维滑台一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握二维滑台的基本原理和结构，了解其在工程应用中的重要性。
技能目标要求学生能够运用二维滑台的原理解决实际问题，提高其工程实践能力。
情感态度价值观目标要求学生培养对科学研究的兴趣，增强创新意识和团队合作精神。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。
学生将能够理解二维滑台的工作原理，分析其优缺点，并能够设计简单的二维滑台系统。
同时，学生还将培养解决问题的能力，提高团队合作和沟通技巧。
二、教学内容根据课程目标，我们选择和了相关的教学内容。
教学大纲明确了教学内容的安排和进度。
我们将从二维滑台的定义和基本原理开始，介绍其结构和功能。
接着，我们将学习二维滑台在工程应用中的具体案例，通过实际问题的解决来加深学生对二维滑台的理解。
此外，我们还将介绍二维滑台的设计方法和计算技巧，使学生能够独立设计简单的二维滑台系统。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们将采用多样化的教学方法。
讲授法将用于传授基本原理和理论知识，讨论法将用于促进学生之间的交流和思考。
案例分析法将用于分析实际问题，使学生能够将理论知识应用于实践。
实验法将用于验证理论，培养学生的实验技能和观察能力。
通过多种教学方法的结合，我们将能够更好地满足学生的学习需求，提高教学效果。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源。
教材将是主要的教学资源，我们将选用权威和实用的教材，确保学生能够获得准确的知识。
参考书将提供更多的学习资料，帮助学生深入理解二维滑台的相关知识。
多媒体资料将用于辅助教学，使学生能够更直观地理解二维滑台的工作原理。
实验设备将是重要的教学资源，我们将准备相应的实验设备，让学生能够进行实际操作和实验。
通过丰富多样的教学资源，我们将能够提高学生的学习体验，增强学习的趣味性和实用性。
二维滑台课设计
二维滑台课设计一、引言二维滑台课设计是一种基于物理学原理的实践教学模式，通过搭建简单的滑台实验装置，让学生在实践中深入理解运动学和动力学知识，培养科学思维和实验技能。
本文将从实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理和讨论几个方面详细介绍二维滑台课设计。
二、实验目的1. 了解平抛运动和斜抛运动的物理规律；2. 掌握二维滑台的搭建方法；3. 学习使用测量工具和数据处理软件；4. 培养科学思维和实验技能。
三、实验原理1. 平抛运动：在水平方向速度不变的情况下，物体做自由落体运动。
其位移方程为x=vxt，其中x为位移，vx为水平速度，t为时间。
2. 斜抛运动：在斜向上速度不变的情况下，物体做自由落体运动。
其位移方程为y=v0t-1/2gt^2，其中y为竖直方向位移，v0为初速度大小，t为时间，g为重力加速度。
四、实验步骤1. 搭建二维滑台实验装置：将一块平板固定在斜面上，将小球放在平板上，用直尺和角度计调整斜面的角度，使小球做斜抛运动。
2. 测量小球的轨迹：用测量尺测量小球在水平方向和竖直方向的位移，并记录时间。
3. 处理数据：使用数据处理软件，将测量得到的数据转换成图像，绘制小球的轨迹。
4. 分析数据：根据小球的轨迹分析其运动规律，并计算出初速度、落点位置等参数。
五、数据处理1. 计算初速度：根据斜抛运动位移方程y=v0t-1/2gt^2，可以得到v0=√(y×2g)/t。
其中y为竖直方向位移，g为重力加速度，t为时间。
2. 绘制轨迹图：使用Excel等数据处理软件，将测量得到的x、y坐标值绘制成曲线图或散点图。
3. 计算落点位置：根据平抛运动位移方程x=vxt可以计算出落点位置。
六、讨论1. 实验误差分析：实验误差可能来自于斜面角度调整不准确、小球摩擦力等因素。
可以通过多次重复实验、改进实验装置等方法减小误差。
2. 实验拓展：可以通过改变斜面角度、改变小球质量等方式拓展实验内容，深入探究物理规律。
高中二维运动教案模板范文
一、教学目标1. 知识与技能：使学生了解二维运动的基本概念、动作要领，掌握二维运动的基本技能。
2. 过程与方法：通过讲解、示范、练习等方法，培养学生的观察能力、动作协调性和团队协作精神。
3. 情感态度与价值观：培养学生对体育运动的兴趣，增强自信心，树立健康的生活观念。
二、教学内容1. 教学时间：40分钟2. 教学对象：高中一年级学生3. 教学重点：二维运动的基本动作要领、技能技巧4. 教学难点：动作协调性、团队协作三、教学过程（一）课堂导入1. 组织学生进行简单的热身运动，如慢跑、拉伸等。
2. 引导学生回忆已学过的运动项目，激发学生对二维运动的兴趣。
（二）讲解与示范1. 教师讲解二维运动的基本概念、动作要领，并示范动作。
2. 学生跟随教师学习，注意动作的准确性。
（三）分组练习1. 将学生分成若干小组，每组4-6人。
2. 教师指导每个小组进行二维运动的练习，如传球、接球、射门等。
3. 小组内互相纠正动作，提高动作协调性。
（四）团队协作练习1. 将学生分成两个队，进行二维运动的团队协作比赛。
2. 教师设置比赛规则，如时间限制、得分标准等。
3. 比赛过程中，培养学生团队协作精神，提高动作协调性。
（五）总结与反思1. 教师总结本节课的教学内容，强调二维运动的基本动作要领。
2. 学生分享自己在练习过程中的收获和体会。
3. 教师点评学生的表现，提出改进建议。
四、教学评价1. 观察学生在课堂上的参与程度，了解学生对二维运动的兴趣。
2. 评估学生在练习过程中的动作准确性、协调性和团队协作能力。
3. 通过学生自评、互评，了解学生对二维运动技能的掌握程度。
五、教学延伸1. 鼓励学生在课后进行二维运动的练习，提高技能水平。
2. 组织学生参加校内外二维运动比赛，提高竞技水平。
3. 结合实际，开展二维运动相关主题活动，丰富学生课余生活。
本教案旨在通过讲解、示范、练习和比赛等方式，帮助学生掌握二维运动的基本技能，培养学生的团队协作精神，提高学生的身体素质。