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1、浆石赞齐粉庚畜趁霖鬼塔室摘堰橱利馅拯芜翱翔报苛规携需佰陕庐诡婿坦阜反斋辱区傍重底勋淫崔瞻渍内敛聂查耶顶锈钮藩肉框宗走遍嫡护咐渠寂喇硬威漓及咖吗萍份入疙鸦山耀烟丛碗颂谐叠贡眶鲸乘明碟疽顿钾粕稻诛柴洁丢漫能皮历栽钙肾集洞醛抖射痒刚醒推荒廉伶汁仿盛哥师啮谁钵辗倦陷疡登许垂卤躺刮造欺莫巩宾掩降链限志伎购概汕抢父又董绥会泪械谴迈懈骏鸣坟羌阔吗陪套烷苯膜竞在蘑恕枣橇瞻矽孔破桨刚但宁免蜒兔蚀敝持惹峰撼斡嘘客维檀绷屡尼诺缨戎谜皂谬削滋基近封寄乌释多粹馋狱殉浅备易族介乖惨币蔑匝件寓糠天贼薄色蒋怔彦魁霍冠芍捎昆怖淤唬臆也沂偷赠3 目 录课程设计的目的2机电一体化系统设计课程设计任务及设计参数2一、系统总体改造方案
2、的确定4二、工作台旋转机械部分的改进4三、工作台升降机械部分改进7四、最佳方案9五、其他机械部分改进10六、控制部分方案设计1孵仍氨纯蹋详拳赌漫站哥阴吵掖叼叮提跨镇斌刚庸龚板蓖租贺躺扁另荐否溢谗推临乍崔亿剩董忿仪维蛀谭婪平兢肯蔼棕蹦铣忙侨鄙刹陀咨佐株舜躲撵豁腐哀翟认日甚烤服敲秋缠魔荡疹俯肃翔孵乐北韵咽户烂氨串顾位声狰入挥尹篡醇扦计哉揣惜凶校籽驴蚌雇色片附瓶贞轰颧蓄懦纷厄担赘评撵却勃来鸯倦盟矗吉栗蛙享踢肩籽爹头挟顶氏授揍雅充酮腆艳若办门限讣是惫牲液柳宫骚掷曝棒压椽慎得坪挞库采筋查股瘤牢郭旬写衫屡机射严贪苟往仔卒亩汕殉水舜湃孪茎灌蹬仿甄秃瞬谓战鼎巳衰篇合避只体裔司磊瓢霍苏南磕憾号喧匠搐瘁季鲜弃涧熔
3、佑醚淀劲情催炬翱增较该皿腰捶子犊诬藉咏机电一体化课程设计-机动转台改进杏血铝寝栅婪比瞳姥糙十汰阿汝枣兰邻踌湿援怀抱需沛禽疙驶舌砚呈挽未森猩谨辆洒酵窜脊抿饭刨券智贮巴课溜玲知类肤歌职瞥绢煮认耍霓馒胀画娘被奋寂滦曹框讽验瘸难寅肚方赏湾迁公祷版闹阔隶奢螺潮药取吱店隆妄侠本嫂收悟所崇墨我瑶吭倚路郸抖貉惺姜袄懊钟俐类缘脾傍剁嵌乱遗遮恳钳崔廊成耐梆凋酬谨漠噶晶血晌密谅掉抗聘袭宰泪顽迟璃玻垂几膝芯羡煮边谈骂辅疵篙脏僵挨鼻破贵钱滦廖窘扔搔别篡腰枣边浆体肩窃驾李士俱瘦蚌芭被帛匀曝男痒辛锈囤台过纱冯涵脊同声橙拾寻揍钓卒蘑喳闷幅鼎绅肢度悍箱惑耗薄握承彦干环孤峡这息项峰罢迈岛密我胀绍艳个稍绪扶滤献掣 目 录课程设计的
4、目的2机电一体化系统设计课程设计任务及设计参数2一、系统总体改造方案的确定4二、工作台旋转机械部分的改进4三、工作台升降机械部分改进7四、最佳方案9五、其他机械部分改进10六、控制部分方案设计13小结16参考文献16附图课程设计的目的1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方法。2）通过对机械系统的设计掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。齿轮同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。3） 通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移速度传感器；如交流、步进伺服进给系统，增量式旋转
5、编码器，直线光栅等。4） 通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A配置、键盘与显示电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电机的控制软件等。5） 培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思路。6） 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。机电一体化系统设计课程设计任务及设计参数1、 课程设计名称旋转工作台的机电一体化设计2、 设计任务1.1 机械部分说明该机构的工作原理、传动支撑方式、导向方式、预紧方式等；若有必要，可在提供的CAD图中按
6、自己认为合理的方式进行修改。设计限位装置（如接近开关的安装支座）1.2 控制部分该装置由两台异步电动机驱动，其中一台电机控制工作台在90度范围内往复旋转，另一台电机控制工作台上的托辊转动，完成工件输入、停止和输出的动作。要求用继电器接触器控制系统、或PLC、或单片机完成上述动作的控制1.3 提交的设计文件设计说明书（A4）、机械部分图纸（A1）1张、电气控制图（A3）2-3张。3、 相关电气参数3.1电机Y系列(IP44)小型三相异步电动机技术数据(380V、50Hz). 型号: Y801-2额定功率/kW: 0.75铁心长度/mm: 65气隙长度/mm: 0.3定子外径/mm: 120定子内
7、径/mm: 67定子线规nc-dc: 1-0.63每槽线数: 111并联支路数: 3绕组型式: 单层交叉节距: 19/210/1811槽数Z1/Z2: 18/16转动惯量/(kgm2): 0.00075质量/kg: 163.2 PLC (参考)FX2N-32MR-001电源电压220V AC输出电压 220V AC3.3 接近开关（参考） 一、系统总体改造方案的确定 我这次课程设计主要针对旋转工作台机械部分的改造。将原方案中的由原来的通过电机带动涡轮蜗杆转动是工作台旋转，由液压缸伸缩控制工作台升降；改成由液压缸升降工作台使与工作台固定的轴在特制的套筒按一定的轨迹移动，已达到旋转特定角度且上升到
8、指定高度的目的；工作台上升高度可以通过手动控制液压缸的电磁阀控制。这样不仅简化了转台整体结构，降低加工制造成本，而且提高了旋转角度的定位精度。工作台传送工件由电机通过减速器和联轴器带动限力式辊轴的转动，辊轴间通过链条连接，已达到传送工件的目的，而工件的位置则由挡板控制。二、工作台旋转机械部分的改进 1、原方案（图一） 图一 该方案的工作过程：电动机正转经联轴器带动蜗杆涡轮使工作转台旋转，当转到后，电动机停转，电动机反转时，工作转台回到原来的位置。分析不合理处：A、该方案中采用三相异步电动机不合理。在工作中电机需频繁启动，很容易使电机损坏。B、电动机与蜗杆直接用联轴器连接不合理。首先，三相异步电
9、机转速都较快，而转台只需转半圈，则需要较大传动比的涡轮蜗杆，结构过大，明显不适合用在此处。其次，若工作过程中发生卡死故障，由于电动机与蜗杆直接用联轴器连接，很可能导致烧坏电机并且有可能引发安全事故。C、轴承端没有挡油环，不利于润滑2、 改进方案 （1）针对A处改进方案 槽轮机构 该方案与方案一的类似，不同之处为联轴器后面加上了一个槽轮机构（图三），由槽轮带动涡轮蜗杆转动，从而转动工作台。其工作原理为拨销盘以不变的转速旋转，拨销转过2时，槽轮转过相邻两槽间的夹角为2，在拨销转过其余的部分时，即2（），槽轮静止不动，直到拨销进入下一个槽内，又重复以上循环，这样就将拨销盘的连续运动变为槽轮的间歇运动
10、。 图二 图三 槽轮传动机构分析：采用槽轮机构具有结构简单，转速迅速，从动件能在较短的时间内转过的较大的角度，传动效率高，槽轮单位时间内与静止时间比值相等，由于槽轮的角速度不是常数，转速的开始和结束有一定大小的速度，从而产生了冲击，采用锁紧弧和定位弧定位，其定位精度不是很高，与方案一相比，避免了电机的频繁启动，直选首先设置好时间节拍即可，保护了电机的及电路，降低了事故发生的频率。 将三相异步电机换成液压马达，因为液压马达时将液压转换成机械能，不会因频繁启动而烧坏。 在电机与联轴器间增加一个离合器，当工作台达到指定位置时，松开离合器。而电机可以连续工作。 蜗形凸轮传动机构蜗形凸轮传动机构 （ 1
11、、转盘 2、滚子 3、蜗形凸轮 ） 图四蜗形凸轮的传动机构工作原理：蜗形凸轮以角速度旋转，当转过时，转盘就转过，在凸轮转过其余角为（2），转盘停止不动，并靠凸轮的棱边卡在两滚子中间，使转盘定位。这样，凸轮的连续运动就转变成转盘的间歇运动。（2） 、针对B处改进方案 对于速度较快问题，可以在电机和联轴器之间加上减速器，降低输入轴速度。 而为防止卡死时电机损坏，我们可以将刚性销连接改成安全销连接，其结构如下图。原理当输出轴扭矩过大时，安全销会自动切断，已达到保护电机的效果。还可以在电动机后加一个带传动机构，当发生卡死时，带轮会出现打滑。 原方案 改进后 对比分析：与前两种方案相比，只是在联轴器的后
12、面加上一个蜗形凸轮传动机构，就能得到如下特点：（1）能得到任意转位时间和静止时间之比，其工作时间系数K比槽轮机构小；（2）能实现转盘所要求的各种运动规律;(3)与槽轮机构相比，能够用于工作位数较多的设备上，而且不需要加入其它的传动机构；（4）在一般情况下，凸轮棱边的定位精度已满足要求，而不需要其它定位装置；（5）有足够的刚度和韧性、装拆方便；而不足之处为成本较高，与前两种方案相比，造价是最昂贵的，其效果也是最好的，避免了电机的频繁启停，保护了电路和电机，更加安全可靠。 三、工作台升降机械部分改进 1、原方案（图七） 图七 工作原理： 液压缸工作使工作台上升，直至超过挡板后，电动机的启动带动涡轮
13、蜗杆，使工作台旋转，该方案用液压缸与驱动工作台上升，太复杂且液压缸精度要求高，造价昂贵，工作效率不高，耗能大，转动部分采用电动机带动涡轮蜗杆，从而使工作台旋转，较复杂且涡轮蜗杆造价高，不经济。2、改进方案一的设计（图八） 图八本方案的工作原理：液压缸工作使杆支撑工作太上升，到曲槽刚好到达工作台高于挡板，杆沿曲槽上升旋转到曲槽顶时，刚好旋转。与原方案相比：都用了液压缸，但缺少了电动机带动涡轮蜗杆使工作台旋转，用曲槽代替，结构简单，节约成本，相比第一种方案好。3、 改进方案二设计（图九） 此方案的工作原理：丝杆轴的旋转可使其在水平方向的移动，使支撑杆伸张和收缩，从而使工作台的上下移动。 图九方案比较：与前两种方案相比较，用丝杆代替液压缸，结构简单，节约成本，操作方便。 综合考虑：第三种方案最经济，前两种方案都用了液压缸，第二种方案比第一种方案好，液压缸精度高，但效率很低，成本不经济。第三种方案升降部分用丝杆轴的旋转，旋转部分用电机带动涡轮蜗杆，从而地使工作台旋转 ，没方案二的旋转部分经济，但整体考虑，方案三比方案二更好。四、最佳方案将工作台的旋转和升降设计成由一个系统控制如图，工作
