X-Y数控工作台机电系统设计课程设计

沈阳理工大学

机电一体化

课程设计计算说明书

题目：X-Y数控工作台机电系统设计所属系部：机械运载学院

专业：机械设计制造及其自动化

学生姓名：徐占生

指导教师：刘长吉

2011年 6 月 12 日

目录

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1.设计任务 (3)

2.总体方案的确定 (4)

2.1机械传动部件的选择 (4)

2.1.1导轨副的选用 (4)

2.1.2丝杠螺母副的选用 (4)

2.1.3减速装置的选用 (4)

2.1.4伺服电动机的选用 (5)

2.1.5检测装置的选用 (5)

2.2 控制系统的设计 (5)

2.3 绘制总体方案图 (5)

3.机械传动部件的计算与选型 (6)

3.1导轨上移动部件的重量估算 (6)

3.2 铣削力的计算 (6)

3.3 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (6)

F的计算及导轨型号的选取 (6)

3.3.1 块承受工作载荷m ax

3.3.2 距离额定寿命L的计算 (7)

3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)

3.4.1 最大工作载荷Fm的计算 (7)

3.4.2 最大动工作载荷FQ的计算 (7)

3.4.3 初选型号 (8)

3.4.4 传动效率η的计算 (8)

3.4.5 刚度的验算 (8)

3.4.6 压杆稳定性校核 (9)

3.5 步进电动机减速箱的选用 (9)

3.6 步进电动机的计算与选型 (10)

3.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量J

(10)

eq

3.6.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq (11)

3.6.3 步进电动机最大静转矩的选定 (12)

3.6.4 步进电动机的性能校核 (12)

4. 增量式旋转编码器的选用 (13)

5. 绘制进给传动系统示意图 (14)

6．控制系统硬件电路设计 (14)

7. 步进电动机的驱动电源选用 (18)

心得体会 (16)

致谢 (18)

参考文献 (18)

附录 (18)

X-Y 数控工作台机电系统设计

摘要

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。

1.设计任务

题目：X-Y 数控工作台机电系统设计

任务：设计一种供应式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，外形如下1-1图所示，主要参数如下：

（1）立铣刀最大直径的d=15mm ；

（2）立铣刀齿数Z=3;

（3）最大铣削宽度e a =15mm;

（4）最大背吃刀量p a =7mm;

（5）加工材料为碳素钢活有色金属。

（6）X 、Y 方向的脉冲当量x y δδ==0.005mm /脉冲;

（7）X 、Z 方向的定位精度均为01.0±mm ;

（8）工作台面尺寸为230mm 230mm ?，加工范围为250mm 250mm ?;

（9）工作台空载进给最快移动速度：max max 3000mm /min x z V V ==;

（10）工作台进给最快移动速度:max max 400mm /min x f z f V V ==;