XY工作台设计示例1
XY数控工作台设计说明书范文[1]
![XY数控工作台设计说明书范文[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/9f11978a31b765ce050814f6.png)
适用标准文案1、整体方案设计设计任务课程设计任务：设计两轴联动的数控 X-Y 运动平台，达成机械系统设计、控制系统设计与相应软件编程，依据实验条件进行调试，达成整个开发系统。
主要参数见下表：系列型号行程台面尺寸底座外形尺寸最大负载XY最大重复定定位X Y C B H C1B1H1长度重量挪动速位精度L N度HXY-4025400250240254156505001847785001M/分±整体方案确立方案确立思想方案一：机械部分传动：滚珠丝杠螺母副支撑：双推 - 双推式滑动导轨控制部分控制器件：单片机控制方式：开环控制伺服电机：步进电动机长处：采纳滚珠丝杠螺母副，可实现旋转运动与直线运动互相变换，在拥有螺旋槽的丝杠螺母中装有滚珠作为中间传动元件，以减少摩擦。
长处是摩擦系数小，传动效率高，敏捷度高，传动安稳，不易产生滑行，传动精度和定位精度高；磨损小，使用寿命长，精度保持性好。
双推式支撑实现高精度传动，采纳单片机控制步进电动机，响应迅速而正确。
弊端：滚珠丝杠螺母副的不足在于制造工艺复杂，成本高，不可以自锁，故需附带制动装置。
开环控制精度比较低。
方案二：机械部分传动：同步带传动支撑：滑动导轨控制部分控制器件：单片机控制方式：开环控制伺服电机：直流无刷电机长处：适用标准文案同步带传动无相对滑动，传动比正确，传动精度高，齿形带的强度高，厚度小、重量轻，故可用于高速传动；传动比恒定，同步带无需特别涨紧，因此作用于轴和轴承等上的载荷小，传动效率高。
单片机控制直流无刷电机，空载电流小，效率高。
弊端：同步带工作时候有温度要求，安装精度要求较高，中心间距要求较高，有时需要张紧，安装麻烦。
无刷直流电机启动时有震动，控制器要求高，价钱高。
采纳开环精度较低。
方案三：机械部分传动：齿轮齿条支撑：直线导轨控制部分控制器件：单片机控制方式：闭环控制伺服电机：直流无刷电机长处：齿轮齿条传动功率大，精度高，稳固性好，响应速度快。
数控钻床X—Y数控工作台设计
数控钻床X—Y数控工作台设计一：设计任务及基本参数1：设计任务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、数控铣床的和数控钻床的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。
因此，选择X-Y数控工作台作为机电综合课程设计的内容，对于机电一体化专业的教学具有普遍意义。
模块化的X-Y数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。
其外观形式如图1所示。
其中，伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。
导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均已标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。
控制系统根据需要，可以选用标准的工业控制计算机，也可以设计专用的微机控制系统。
本次设计是针对用于数控钻床的X-Y两自由度运动平台结构及其控制系统的设计。
图12：基本参数数控钻床的X-Y两自由度运动平台主要参数如下：1.钻头最大直径d=12 mm；2.钻头转速n=300r/min；3.每转进给量f=0.1mm/r；4.刀具材料为高速钢；5.工件材料为钢σb=650 MPa；6.X、Y方向的脉冲当量δx=δy=0.01 mm/脉冲；7.X、Y方向的定位精度均为±0.01 mm；8.工作台面尺寸为300×500 mm，加工范围为350×550 mm；9.工作台最快移动速度v xmax=v ymax=1500 mm/min。
3：最后提交的材料课程设计说明书一份；装配图.X-Y数控工作台机电系统设计说明书目录1. 课程设计任务： (5)2. 总体方案设计 (5)1)机械传动部件的选择 (5)(1)导轨副的选用 (5)(2)丝杠螺母副的选用 (5)(3)减速装置的选用 (5)(4)伺服电动机的选用 (5)(5)检测装置的选用 (6)2) 控制系统的设计 (6)(1)采用半闭环位置负反馈控制 (6)(2）步进电动机的半闭环控制 (6)(3）选择驱动电源 (6)3.机械传动部件的计算与选型 (6)1)导轨上移动部件的重量估算 (6)2)直线导轨副的计算与选型 (6)(1)滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取 (6)(2)距离额定寿命L 的计算 (7)3)滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)(1)最大工作载荷m F 的计算 (7)(2)最大动载荷的Q F 计算 (7)(3)初选型号 (8)(4)传动效率 的计算 (8)(5)刚度的验算 (8)(6)压杆稳定性校核 (9)4)步进电动机减速箱的选用 (9)5)步进电动机的计算与选型 (9)(1)计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量J (9)(2)计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩T (10)(3)步进电动机最大静转矩的选定 (10)(4 )步进电动机的性能校核 (10)(5)步进电动机的驱动电源选用 ........................................................................................................ - 10 -6）增量式旋转编码器的选用 ................................................................................................................... - 10 -4.工作台机械示意图的绘制（见附录） ..............................................................................-11 -5.工作台控制系统的设计 ......................................................................................................-11 -6.感想总结 ..............................................................................................................................-12 -参考文献 ..............................................................................................................................-13 -1. 课程设计任务：设计一个X-Y 两自由度运动平台，主要参数如下：额定负载20kg ；工作台面积尺寸为mm 500mm 300⨯XY 的定位精度均为0.1mm ±=δXY 方向的脉冲当量脉冲mm/005.0y x ==δδ 工作台最快移动速度min3000y x mm v v == 额定负载时XY 向的最大运行加速度2m s 1m a =2. 总体方案设计1)机械传动部件的选择(1)导轨副的选用选用直线滚动导轨副。
课程设计--数控X-Y工作台设计
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 (6)5、导轨的选型和计算 (11)6、联轴器的选择及计算 (12)7、传动系统等效转动惯量计算 (13)8、步进电机的选用 (14)三、控制系统设计 (18)1、数控系统硬件电路设计 (18)2、系统控制软件的设计 (22)参考文献 (24)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：b θ为步进电机的步距角，0L 为滚珠丝杠导程，P δ为系统脉冲当量。
根据传动设计，采用联轴器， 选电动机型号为55BF009，其步矩角b θ=︒9.0，选丝杠规格为2004-3(FYND) 其导程为4mm ，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pδ2、1初定工作台的尺寸由于工作台的加工范围为X ＝200mm ，Y ＝150mm 。
(完整版)XY数控工作台设计说明书
一、总体方案设计1.1 设计任务题目：X —Y 数控工作台的机电系统设计任务：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）工作台面尺寸C ×B ×H ＝【200+（班级序号）×5】mm ×【200+（班级序号）×5】mm ×【15+（班级序号）】mm ；2）底座外形尺寸C1×B1×H1＝【680+（班级序号）×5】mm ×【680+（班级序号）×5】mm ×【230+（班级序号）×5】mm ；3）工作台加工范围X=【300+（班级序号）×5】mm ，Y=【300+（班级序号）×5】mm ； 4） X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm/脉冲；X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ； 5）夹具与工件质量M=【15+（班级序号）】kg ；6）工作台空载最快移动速度为3m/min ；工作台进给最快移动速度为0.5m/min 。
7）立铣刀的最大直径d=20mm ； 8）立铣刀齿数Z=3；9）最大铣削宽度20e a mm =； 10）最大被吃刀量10p a mm =。
1.2 总体方案确定 （1）机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择 ② 丝杠螺母副的选择 ③ 减速装置的选择 ④ 伺服电动机的选择 （2）控制系统的设计① 伺服电机启动、停止、调速、正反转的控制 ② PLC 控制电机的梯形图编程XY 数控工作台结构1.3 设计的基本要求（1）按照机械系统设计的步骤进行相关计算，完成手写设计说明书。
（2）计算结果作为装配图的尺寸和零部件选型的依据，通过AutoCAD 软件绘制XY 数控工作台的总装配图，并绘制AO 图纸。
（3）按照电气控制系统的步骤进行设计，完成电机启动、停止、正反转、电动等基本工作状态控制的硬件连线图，并通过PLC 协调控制XY 电机运动，绘制相关梯形图。
X-Y工作平台的设计
学号：课程设计题目X-Y工作平台的设计教学院机电工程学院专业机械制造与自动化班级机械制造与自动化（专）2010（1）班姓名指导教师雷才洪、李涛2012 年12 月 3 日一、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：定位精度：mm 01.0±，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=22000h ，中等冲击，工作台有效行程mm L x 450=，mm L y 450=，快速进给速度min /1800max mm V x =，min /1800max mm V y =，工作载荷N F Z 2200=。
一、总体方案的确定1. 机械传动部件的选择（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，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、安装预紧方便等优点。
（2）丝杠螺母副的选用伺服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0.005mm 的脉冲当量和 ±0.01mm 的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。
滚珠丝杠副的传动精度高、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。
（3）减速装置的选用选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，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，且应有消间隙机构，所以采用无间隙齿轮传动减速箱。
（4）伺服电动机的选用任务书规定的脉冲量尚未达到0.001mm ，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有1800mm/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。
（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闭环控制。
数控铣床X-Y工作台设计.
机电一体化课程设计说明书设计题目：数控铣床X-Y工作台设计班级：机制三班设计者：陈钦元学号：********指导教师：***重庆交通大学2010年12月目录一.系统总体方案设计 (3)(一)机械系统 (3)(二)接口设计 (4)(三)伺服系统设计 (4)(四)控制系统设计 (4)二.机械系统的设计计算 (5)(一)初选步进电动机 (5)(二)计算减速器传动比 (6)(三)齿轮机构设计 (7)(四) 滚珠丝杠的选型设计 (10)(五) 滚动直线导轨的选型与计算 (14)(六)计算系统转动惯量 (15)(七)光电开关的选择 (17)(八)接近开关的选择 (18)三控制系统设计 (18)（一）.操作面板的布置图 (18)（二）.操作面板功能介绍 (19)（三）.控制系统原理框图 (22)（四）、电动机控制原理 (22)（五）、键盘、显示器接口电路分析 (23)四参考文献 (24)原始数据设计一台微机控制XY两坐标工作台，采用MCS-51单片机控制, 控制方式采用步进电机开环控制。
其他参数如下设计任务: X方向行程:610mm Y方向行程:350mm 工作台面的参考尺寸:800X320mm平均切削力:1100N最高运动速度:5m/min定位精度:0.03mm台上最大重物质量500kg脉冲当量0.005mm/step一.系统总体方案设计由设计任务书知,本次设计可采用如下方案(一)机械系统1.传动机构采用滚珠丝杠副2.导向机构采用滚动直线导轨3.执行机构采用步进电机(二)接口设计1.人机接口(1)采用键盘作为输入(2)采用LED作为指示标志(3)采用数码管作为显示器2.机电接口采用光电耦合器作为微型机与步进电动机驱动电路的接口,实现电气隔离.(三)伺服系统设计采用开环控制(四)控制系统设计1、控制部分方案选择控制方案不外乎三种：开环控制、半闭环控制、闭环控制。
上图为最简单的开环控制，若在机械传动机构中引出反馈给控制部分，再经过比较放大器的则为半闭环控制。
数控X_Y工作台和控制系统设计方案
数控X-Y工作台及其控制系统设计方案第二章课程设计的容和要求2.1 课程设计的容任务是：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。
具体参数如下：设计容包括：2.1.1数控装置总体方案的确定确定系统组成方案（组成框图、功能、机械传动系统简图、主要的设计参数，及方案分析、比较、说明）。
2.1.2机械部分的设计(1) 确定脉冲当量；(2) 机械部件的总体尺寸及重量、转动惯量的初步估算；(3) 传动元件及导向元件的设计，计算和选用；(4) 伺服电机计算、选用；(5) 绘制机械结构装配图；2.1.3数控系统的设计（1）确定数控系统装置方案（组成框图、功能、主要的设计参数，及方案分析、比较、说明）。
(2) 电气控制原理图设计（CPU、存储器、I/O接口电路及伺服驱动电路）(3) 系统控制软件的结构设计（控制流程图）和部分功能控制软件设计（汇编程序及流程图）。
2.2 课程设计的要求2.2.1图纸要求（1）机械结构装配图，A0图纸一。
要求视图基本完整、符合要求。
其中至少有一个坐标轴的完整剖视图。
（2）数控系统框图（附在说明书上）。
（3）数控电器图，A1图纸一。
（4）软件框图（可附在说明书上）。
2.2.2编写设计说明书要求说明书应当叙述整个设计的容，包括总体方案的确定、系统框图的分析、机械传动设计计算、电气部分的设计说明，选用元件及其具体参数的说明、软件设计及其说明等，说明书不少于8000字第三章系统的总体方案确定数控系统总体方案设计的容包括：系统运动方式的确定，执行机构及传动方案的确定，伺服电机类型及调速方案确定，计算机控制系统的选择。
进行方案的分析、比较和论证。
3.1系统运动方式的确定该系统要求工作台沿各坐标轴的运动有精确的运动关系因此采用连续控制方式。
3.2伺服系统的选择开环伺服系统在负载不大时多采用功率步进电机作为伺服电机.开环控制系统由于没有检测反馈部件，因而不能纠正系统的传动误差。
简易的数控XY工作台
一、设计目的通过设计一套简易的数控XY 工作台，对加深对数控机床的认识有很大的帮助，同时也了解机电一体化的一些基本知识，并能够初步掌握机电一体化系统设计方法，对于今后的理论及工作起到打基础的作用，也能培养自己的创新意识和动手能力。
二、设计参数及要求1. 设计参数设计一套简易的数控XY 工作台及其控制系统。
该工作台用于钻床的加工。
设计参数如下：台面尺寸180×140×20；底座外形尺寸：240×260×150；行程X=140；台面速度：X2.m/min ；进给抗力X225N;工件物重：8kg ；定位精度X mm /300013.0 ;重复定位精度为±0.01mm 2.设计要求1） 数控XY 工作台机械部分的设计计算； 2） 数控XY 工作台机械部分装配图设计；3） 基于PLC 的机电液控制系统设计图（附在说明书中）； 4） 设计并调试PLC 控制梯形图； 5） 编写设计说明书。
三、总体方案的确定（1）运动方式：由于是将原普通钻床的基础上设计一数控XY工作台，所以设计改造后的机床的运动方式是点位控制。
（2）传动方式：要求采用步进电机控制XY工作台的位置，因此可以采用滚珠丝杠螺母副的传动方式，用联轴器连接步进电机和滚珠丝杠实现传动。
（3）电机的选择本次设计的为简易的经济型数控钻床，因此采用开环伺服系统控制，其结构简单，易于调整与维修，且能保证一定精度。
（4）丝杠、导轨、伺服电机的计算选型。
（5）PLC的选型与编程。
系统控制原理图:四、设计的具体内容计算及说明结果2.1导轨的基本要求○1导向精度：指运动部件按给定方向作直线运动的准确程度。
○2精度保持性：指导轨在工作过程中保持原有几何精度的能力。
○3运动精度：包括低速运动平稳、无爬行、定位准确。
○4足够的刚度：在载荷的作用下，导轨的变形不应超过允许值。
○5结构工艺性好：导轨的结构应力求简单、便于制造、检验和调整，从而降低成本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械部分改装设计计算示例11、初步确定工作台的尺寸及其重量根据设计要求，所取的能够加工的最大面积为2190210mm ⨯，最大工件的重量为150kg 。
因此我初定工作台的320230230mm ⨯⨯。
工作台的材料为45号钢，其密度为337.810/kg m ⨯。
（取kg N g /10=）因此： 1.1、工作台（X 向托板）重量=体积×密度93123023020107.8101090G N -=⨯⨯⨯⨯⨯⨯≈1.2、取Y 向托板=X 向托板N G 902=1.3、上导轨座（连电机）重量初步取导轨座的长mm 400，宽为mm 200，高为mm 30。
因此93340020030107.81010190G N -=⨯⨯⨯⨯⨯⨯≈所以根据上面所求，得XY 工作台运动部分的总重量 为：N G G G G 370190290321=+⨯=++=动根据要求所知，其最大加工工件为150kg ，因此：150103701870G N =⨯+=总2、传动系统设计2.1、脉冲当量是一个进给指令时工作台的位移量，应该小于等于工作台的位置精度的1/2，由于定位精度在mm 02.0±内，因此：10.020.012mm δ=⨯=，2.2、取联轴器传动，因此它的传动比为1=i ,取丝杠的导程为4P mm =。
取步距角β为0.9度，所以 脉冲当量0.01360Pi mm βδ== 3、滚珠丝杠的设计计算及选择 3.1求丝杠的静载荷c F已知其计算公式c d H M F f f F = 《数控机床系统设计》110P 公式5-2 式中的,H f -硬度系数，取1.0 《数控机床系统设计》110P 表5-2d f -载荷系数，取1.5 《数控机床系统设计》110P 表5-2 M F ：丝杠工作时的轴向阻力根据：0.0031870 5.6M Z F F N μ==⨯=其中μ为0.003-0.004 因此： 1.51 5.68.4c F N =⨯⨯= 3.2、确定动载荷及其使用寿命根据丝杠动载荷公式：H d eq C f F =式中：C ：额定动载荷d f ：动载荷系数，轻微冲击取1 H f ：硬度系数，HRC 58≥取1 eq F ：当量动载荷，N'L ：寿命根据：使用寿命使用寿命6300814400L h =⨯⨯= 所以'6660/106050014400/10432L nT h ==⨯⨯=式中的n 丝杠的最高转速，因题目中所给其工作台快进的速度为2/min m ，因此其计算为：max 1000/10002/4500/min n V P r ==⨯=所以：=⨯⨯=11 5.642.4C N3.3滚珠丝杠的选取查/根据动载荷及动载荷和公称导程值的核对，最后选取的滚珠丝杠的型号为FF1204-3 ，其公称直径为12mm，公称导程为4mm，动静载荷分别为4KN和 6.7KN。
滚珠直径d=2.381mm,刚度208，外径1d =11.3mm,丝杠底径2d =9.5mm,循环圈数3。
滚道半径01.042d R ==1.238mm 《机电一体化技术基础及应用》27p 表2-4 偏心距200.707 3.36102d e R mm -⎛⎫=-=⨯ ⎪⎝⎭丝杠内径1022d D e R =+-=9.6mm (1) 稳定性计算 ()acr EI F l πμ=式中E=2.06a GP ()43410419.610 4.2106464a dI m ππ--⨯⨯===⨯μ-长度系数，两端用铰链时μ=1 l =0.3m所以()()()2910323.14206104.17109.41010.3a cr EI F N l πμ-⨯⨯⨯⨯===⨯⨯ 因为339.410 1.68105.6cr M F F ⨯==⨯ 2.5~4 是安全的(2) 刚度验算按最不利情况考虑，螺纹螺距因受轴向力引起的弹性变形与受转矩引起弹性变形方向是一致的。
所以 2124211164s T S FS Gd Ed δππ=+ 式中 ()012MD T F t g λρ=+ , 006.05Ptg D λπ== 《机电一体化技术》27P 010.0030.17tg f tg ρ--===, ()33112105.60.17 6.05 3.67102T tg N M --⨯=⨯⨯+=⨯⋅ S=P=4mm, 1d =9.6mm,G=83.3a GP .()()()6233236142242210311311316 3.6710410101644 5.6410103.148.33109.610 3.14 2.06109.6101.6410s T S FS mGd Ed mδμππμ------⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯每米螺纹长度上距离弹性变形为331.6410/0.41/410sm m m m s δμμ--⨯==⨯。
滚动螺旋p ss）（δ可按滑动螺旋（同精度等级）的一半，根据有关表得出p ss）（δ=15μm/m ，所以：s s δ <p s s ）（δ(3)效率验算η=）（1tan tan ρλλ+=0t 6.05tan 6.050.17g +︒（）=0.973 4、滚动导轨的计算与选择导轨是数控机床的重要部件之一，它在很大程度上决定数控机床的刚度，精度与精度保持性。
4．滚动导轨副的结构介绍滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成，如图：1）导轨的当量载荷GGB25预加载荷类别为轻预载时，按表6.3-12（机电一体化设计手册—下册）查得预紧力为198.5N 。
、是两个导轨滑块的受力。
111.2187056144a b F F G N μ===⨯⨯=总 12561198.5760F F N ==+=2）当量载荷C F ==760N.3）计算额定动、静载荷计算长度寿命： 350w t c H f f f C L f ⎛⎫=⨯⨯ ⎪⎝⎭动Fc 式中： t f ——温度系数 ，按表6.3-3取t f =1c f ——接触系数，按表6.3-4取c f =0.81w f ——载荷系数，按表6.3-5取w f =1.5 f H --硬度系数，硬度58 ~64HRC 时取1.0——额定动载荷，南京艺工网查得GGB16AA 查得为8.51KN.41.110L KM =⨯以小时为单位的额定寿命 T=式中：l ——单向行程，l=0.34m n ——每分钟往返次数，2n=2.94220.34V l ==⨯，取n=3 代入数据解得：T= 89869h6360814400h T h =⨯⨯=, T，所选导轨类型符合.由网址 /查得南京艺工网 ， 选择GGBAA/AL 四方向等载荷型滚动直 线导轨副系列丝杠副滚珠。
如下图所示：选择GGB16AA 型号，其额定基本静载荷013.38C KN =. 4）验算额定静载荷 取安全系数，按下式验算FC max其中1max F F ==760N ， 00117.5F c f=>满足要求5、步进电机的设计计算和选用已知快进速度：max 2/min V m = 丝杆导程: 4P mm = 所以最高转速： max3max 500/min 10r P vn -==⨯最高频率：max3max33336010HZvfδ-==⨯⨯1计算系统在电机轴上的等效转动惯量工作台快速移动时的等效转动惯量：2max22max14n MV Jπ=式中：M=187kg , max 2/min V m =,,max3max 500/min 10r P vn -==⨯代入上式解得：()2242max 22212max 18720.761044 3.14500MV Kg m n J π-⨯===⨯⋅⨯⨯ 转动部件转换到电机轴上的等效转动惯量： 41220.7710J D L -=⨯ 式中：D ——丝杆公称直径12mm. l ——支座总长，l=400mm代入算得：4124126220.77100.771240010 6.410J D L kg m ---=⨯=⨯⨯⨯=⨯⋅因此总的转动惯量为：52128.2410J J J kg m -=+=⨯∙总 2电动轴转矩的计算1）空载启动时，电动机的加速转矩：TnJ M a 6.9总= 式中的n 为丝杠的最高转速 T 为电机加减速时间（0.2s ）所以：58.24105000.021459.60.2a M N m -⨯⨯==∙⨯2）电机轴上的摩擦转矩33018700.003410 4.471022 3.140.81f F P M N m i πη--⨯⨯⨯===⨯∙⨯⨯⨯式中的η为伺服传动链的总效率，取0.83）计算附加摩擦力矩23max 00233(1)10218700.0034(10.9)100.85102 3.140.81a F P M iN m ηπη---=-⨯⨯⨯=⨯-⨯=⨯∙⨯⨯⨯式中的0η为滚珠丝杠示预紧时的效率，取0.9。
因此由述计算可知电动机的总的转矩为333221.4510 4.47100.8510 2.6810a f M M M M N m----=++=⨯+⨯+⨯=⨯∙4) 步进电动机的选择根据上述分析，最后我选定步距角为0.9度的型号为86BYG101的步进电动机，其最大静转矩为1.2>我所需要的0.0268。
其外形结构及尺寸如下图所示：6、联轴器的选择6.1、联轴器的介绍联轴器属于机械能用零误了件范畴，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲，减振和提高轴系动态性能的作用。
联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。
6.2、联轴器的选择由选择出丝杠的型号和步进电机的型号综合考虑联轴器的尺寸大小并选择相应d=12mm，电机轴端2d=9.5mm，由网址：的型号。
丝杠轴端1/查得：根据轴径选择联轴器的规格型号为：LK7-25-SLK7-257、轴承座的选择根据滚珠丝杠的公称直径为12mm，因此我先择的轴承座为：查/其外观图为：其参数为：根据参数，我所选的型号为EK-12装配参数：四、硬件系统设计1、DMC3000DMC3000系列是一种性能优越、功能强大的运动控制卡，特别适合于多轴插补联动等复杂用途。
由于卡上带有硬件插补处理器，两轴圆弧插补和多轴直线插补均可在卡上进行处理，PC机公需向卡上写入插补运动的终点和圆心值即可。
卡上的预置寄存器可预先存储下一运动的数据，待当前运动执行完毕后，即自动装载并执行下一动动，因此本卡能很好地执行多段连续路径插补动动。
此卡还有许多其它高级功能，如T/S形速度曲线、编码器或光栅计数、手轮输入、精密Z 信号找零、非对称速度曲线、动态可改速度和目标位置等DMC3000 特点1）四轴独立同时或插补运动 2）任意两轴和三轴线性插补功能3）常矢量速度连续插补功能 4）T/S 对称或非对称速度曲线5）两种编码器输入脉冲类型：A/B 相或双脉冲6）位置管理和软件限位开关功能 7）运动中可光滑改变速度和目标位置8）四轴可同时起动功能 9）功能强大的MOTION3000 测试软件10）最多可达16 进16 出I/O 11）每轴最大输出脉冲频率4MPPS 12）两轴圆弧插补功能 13）由上位机控制的位图插补功能14）两种脉冲输出类型：双脉冲或脉冲/方向15）每轴编码器输入脉冲频率最大1MHZ16）板卡号ID 设置，同一电脑最多可插12 块卡17）支持手轮和JOG 功能 18）可编程中断源19）DMC3400 DLL 函数库和适用于Windows 95/98/NT/200020）可用VB/VC/C++ BUILDER 等编程控制卡原理结构见下图XY工作台控制系统结构图四、总结经过10天时间的课程设计完成了整个钻床XY工作台的机械部分的设计、计算及选取。