单向滑台设计说明书

机电一体化课程设计学号：姓名：邹垒指导教师：甘彬老师成绩：日期：重庆理工大学目录重庆理工大学专业课程设计任务书一、总体方案的确定31、机械传动部件的选择32、控制系统的设计4二、机械传动部件的计算与选型41、导轨上移动部件的重量估算4、直线滚动导轨副的计算与选型5、滚珠丝杠螺母副的计算与选型64、步进电机的选用、步进电动机的计算和选型6、增量式旋转编码器的选用.7、联轴器的选型及校核8、轴承的选用及校核9、各传动部件的预紧三、驱动器、单片机及电源1、驱动器的选择2、单片机和4、驱动器电源及单片机电源选择四、单片机源程序五、参考文献3、；选直线滚动导轨副选滚动丝杠螺母副伺服电机选步进电机检测装置的选编码器连续控制型单片机步进电机驱动（3）选择合适的驱动电源，与步进电动机配套使用。电源系统总体框图导轨副的型号:工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。工作台采用水平布置，利用KL系列的双导轨、四滑块的支承形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个JSA-LG25型导轨长度为3000mm42查表3-41，根据工作载荷Fmax=1875N，初选直线滚动导轨副的型号为KL系列的JSA-LG25型，其额定动载荷Ca=7.94kN，额定静载荷C0a=9.5kN。查表3-35，按标准系列，选取导轨长度为3000mm.00000000000000000000000000000000000000000055表距离寿命为44700km远大于期望值定寿命满足要求4545工况f分别取硬度系数fCfR=0.9、载荷系数fW=1.5，代入式2-3，得所选丝杠的距离寿命为42600km。3LTCRafW1.01.000.810.97.9434L（1）最大工作载荷Fm的计算最大工作载荷：工作台面垂直）Fz=1875N。K8取移动部件总重量G=500N，按矩形导轨进行计算，查表3-29，取颠覆力矩影响系数最大动载荷工作台的最快进给速度n=v/Ph=600r/min。v=3000mm/min，初选丝杠导程Ph=5mm，则此时丝杠转速FLffF（2-4）3Q0WHm即：F3Q106106根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，查附件3表3-31，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的GD系列2005-4其公称直径为20mm，导程为54圈×2列，精度等级取4级，额定动载G系列2005-4型滚珠丝杠副Q>P/(d)]hh0tan/tan，得传动效率代入丝杠刚度足够W2222式中：Fm——丝杠的最大工作载荷，单位为Na——丝杠两端支承间的距离，单位为mmE——丝杠材料的弹性模量，钢的E=2.1×105MPa22M——转矩，单位为N·mmdd/64I——丝杠按底径确定的截面积惯性矩I422221F2Fm23wYJ式中DW——滚珠直径，mmZd/D3（内循环）（外循环）0w0W2）根据公式Z0WZ珠的圈数×列数为4×2，代入公式：F=F×圈数×列数，得滚珠总数量=176。丝杠Σ。则由式2-7，滚珠与螺纹滚道间的接触变形量m2和1212丝杠不会失稳F（2-8）km式中kf——丝杠支承系数，如表所示k1由丝杠底径Id/649910.44mm442k的滚珠丝杠副满足使用要求已知工作台的脉冲当量=0.005mm/脉冲，滚珠丝杠导程Ph=5mm,初选步进电机步距角为Ph5、步进电动机的计算和选型已知：滚珠丝杠的公称直径P=5mm；h导程材料密度ρ=7.85×10-3kg/cm3移动部件总重力G=500N；Teq1）快速空载启动时电机转轴所受的负载转矩TTf。N•mThzhfm；取iiFFzzfFYJ滚珠丝杠未预紧时的传动效率，一般取0Tf2)最大工作负载下电机转轴所受负载转矩Teq2Tf和T0fFm=2024N。步进电机最大选择步进电动机的最大静转矩时，静转矩要大于6.84N.m。eq；总长l=2354mmP=5mm；h导程材料密度ρ=7.85×10-3kg/cm3步进电机选为57BYG250C反应式步进电机综上计算可知，JLJ得;L4综合考虑上面静转矩T110BF003反应式jmax步进电机，其参数见下表：步距角动频率频率惯量cm2a0.005/p任务要求的脉冲当量为步进电机步距角1hiP0.36536011100%4%10%，已知电动机转轴上的总转动惯量电动机转子的转动惯量J2m1500Hz。则可以求出步进电动机克服惯M：查启动矩—频特性曲线见上面能带动空载时的负载启动。若按直线规律计算n其中最快的运行转速：设计要求最快速度为6000mm/minmfTN•M查表对应的带入公式：mviiHZi/N•m故TL>1.7N•mL满足快速攻进速度要求。6、增量式旋转编码器的选用选用K50-J6C600B10编码心轴，不贯穿，孔径10mm，电源电压+5V，每选用K50-J2N100B14编码器：增量式，空心轴，不贯穿，孔径14mm，与电动机尾部转输出300个出轴相匹配，电源电压+5V，每转输出300个A/B脉冲，信号为电源输出。生产厂家为：A/B脉冲上海恒祥光学电子有限公司。7、联轴器的选用及校核联轴器选用波纹管联轴器KAAA得AP采用了一组深沟球轴承，径向载荷1200R/MIN,装轴承处的轴颈范围19-25：efdFapf(XFYF)1332NdraC（3）、寿命校核计算：L()3C。C）51.73为14.20KN,内径为为9。CL()1