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1、郑州大学现代远程教育毕 业 设 计 题 目: 双坐标十字滑台的设计 入 学 年 月 2012年09月 学 生 姓 名 刘 栋 梁 学 号 12130287037 专 业 机电一体化 学 习 中 心 石 鸡 中 心 联 系 方 式_ 指 导 教 师 成 绩 完 成 时 间2014年07月14日 双坐标十字滑台的设计目录一机械部分 21. 设计目的22. 设计任务23. 设计要求24. 设计步骤25. 工作量26. 工作台结构及参数设计37. 步进电机的选择 88. 减速器的参数设计 119. 联轴器的选择13二双坐标十字滑台控制系统设计141.设计目的142.设计任务153.设计步骤154.工作
2、量155.数控编程及电气控制部分设计过程16 6.程序清单18三参考资料23四心得体会24五评审表25一机械部分1. 设计目的9.1 加深理解和掌握机电一体化、计算机接口设计、计算机控制技术、数控技术等课程的基本知识，提高学生综合运用所学知识的能力。9.2 培养学生根据设计课题的需要，选用参考书，查阅有关工程手册的技术数据、图标和文献资料的能力。2. 设计任务9.3 组号 1.工作台长X宽（mm）：390X290。工作台工作重量：1800N9.4 工作台行程：Z=工作台长-100 Y=工作台宽-1002.3 脉冲当量：0.0050.008mm/p3.设计要求3.1 工作台进给运动采用滚珠丝杠螺
3、母传动；3.2 滚珠丝杠支承方式为双推简支型；3.3 驱动电机为反应式步进电动机；3.4 步进电机与滚珠丝杠间采用齿轮降速、要求消除齿轮传动的间隙。4. 设计步骤4.1 总体方案的选择与确定；4.2设计方案论证后查阅资料。5. 工作量5.1 零号装备图一张；5.2 设计说明书一个（30页以上）。6. 工作台结构及参数设计6.1 数控工作台采用步进电机驱动的开环控位结构，其单项驱动系统结构简图如图1-1所示。6.2 滚珠丝杠设计 下丝杠 设计滚珠丝杠时，已知工作条件是：工作载荷F=900+400=1300（N）使用寿命L，h=10000（h），丝杠的工作长度（或螺母的有效行程）L=0.31（m）
4、、丝杠的转速n（平均转速n=100 r/min或最大转速r/min），以及滚道硬度58-63HRC和运转精度。6.2.1计算载荷FcFc=KF*KH*KAFM=1.21.01.01150=1380N查表2-6取KF= 1.2 、查表2-7取KH= 1.0 、查表2-4取D级精度 、查表2-8取KA=1.0 。6.2.2 计算额定动载荷，计算值CaCa=1380=5125.3N6.2.3 根据Ca选择滚珠丝杠副，假设选用Fc型号，按滚珠丝杠副的额定动载荷等于或稍大于Ca的原则，查表2-9选以下型号规格： N N考虑各种因素选用 ，由表2-9得丝杠副数据：公称直径：导程：P=4mm螺旋角：滚珠直径
5、：d=2.381mm按表2-1中尺寸公式计算： 滚道半径：R=0.521d=1.238mm偏心距：e=(R-d/2)mm6.2.4稳定性验算6.2.4.1丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷Fcr（N），按下式计算：Fcr=式中，E为丝杠材料的弹性模量，对于钢E=206GPa；L为丝杠工作长度（m）；Ia为丝杠危险截面的轴惯性矩（m4）；u为长度系数，见表2-10Ia=取u=2/3，则Fcr=N安全系数S= 。查表2-10s=2.5-3.3,Ss,丝杠是安全的，不会失稳。6.2.4.2 高速长丝杠工作时，可能发生共振，因此需要验算其不会发生共振的最高转速临界转速ncr。需求丝杠的最大转速nm
6、axnmax=10000r/min ,所以丝杠工作时，不会发生共振。6.2.4.3 此外滚珠丝杠副还受D0n值的限制，通常要求D0n1.75N.m 所以步进电动机能正常启动。上面的电机要求与下面的电机相同 且载荷小些 顾上 电机选用56BYG250E-SASSBL型号的步进电机符合要求。经上述计算和校核 上下电机均选用 56BYG250E-SASSBL型号的步进电机8.减速器的参数设计8.1 选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1） 选用直齿圆柱齿轮传动（2） 用于机床工作台，选用5级精度（3） 材料选择：小齿轮材料为40Cr（调制），硬度为280HBS；大齿轮为45钢（调制），硬度为240HBS二者材料硬度差为40HBS（4） 选小齿轮齿数Z1=20大齿轮齿数Z2=20 取m=2mm 按齿面接触强度设计
