文档介绍：机电传动单向数控平台设计
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目录
1、设计任务
2、总体方案设计
3、机械传动系统设计及核算
4、电气控制系统设计
5、小结
6、参考文献
1、设计任务
课程设计题目
机电传动单向数控平台设计
主要设计内容
(1)机械传动结构设计(2)电气控制系统
课程设计意义:
⑴培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识,独立进行机电控制系统(产品)的初步设计工作。
⑵培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料,运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力,提高计算、绘图等基本技能。
⑶培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法,进行工程师基本素质的训练。
⑷树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。
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机电传动单向数控平台设计:
电机驱动方式:步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机;
机械传动方式:螺旋丝杠、滚珠丝杠、同步皮带、链传动等;
电气控制方式:单片微机控制、PLC控制;
功能控制要求:速度控制、位置控制;
主要设计参数:
单向工作行程——1800、1500、1200 mm;
移动负载质量——100、50 kg;
负载移动阻力——100、50 N;
移动速度控制——3、6 m/min;
2、总体方案设计
步进电机又称脉冲电机。它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。每当输入一个电脉冲时,转子就转过一个相应的步距角。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及频率成正比,并在时间上与输入脉冲同步。只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向。步进电动机具有以下特点:
1、工作状态不易受各种干扰因素(如电压波动、电流大小与波形变化、温度等)的影响;
2 、步进电动机的步距角有误差,转子转过一定步数以后也会出现累积误差,但转子转过一转以后,其累积误差变为“零”;
3、由于可以直接用数字信号控制,与微机接口比较容易;
4、控制性能好,在起动、停止、反转时不易“丢步”;
5、不需要传感器进行反馈,可以进行开环控制;
6、缺点是能量效率较低。
螺旋丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。它的功能是将旋转运动转化成直线运动,效率低,速度低,精度也低,但刚性好,具有自锁功能,用于重载荷。
可编程序控制器PLC可靠性高、抗干扰能力强,能抗诸如电噪声、电源波动、振动、电磁干扰等的干扰,能抗1000V、1脉冲的干扰,能在高温、高湿以及空气中存有各种强腐蚀物质粒子的恶劣环境下可靠地工作,PLC能够承受电网电压的变化,即使在电源瞬时断电的情况下,仍可以正常工作。另外PLC是通过软件实现控制的,其控制程序编在软件中,实现程序软件化,因而对于不同的控制对象都可以采用相同的硬件配置。PLC 提供标准通信接口,可以方便地进行网络通信。而且PLC体积小、能耗低、便于机电一体化。通过PLC可以实现对步进电动机的控制,实际上控制时电动机的转动受脉冲控制。利用PLC产生高速脉冲串,调节脉冲频率,从而实现步进电动机启动加速、恒速运行、减速停止过程。
,参数初设如下:
⑴电机驱动方式:步进电机
⑵机械传动方式:滚珠丝杠
⑶电气控制方式:PLC控制
⑷功能控制要求:速度控制
⑸主要设计参数:单向最大工作行程——1200mm;工作台重量70kg
移动负载质量——100kg;
负载移动阻力——50N;移动速度控制——3
选用矩形导轨;工作台滑动摩擦系数;
丝杠材料初选钢材为,其HRC为。丝杠两端为固定支撑(F-F),每个支座安装两个的接触角推力球轴承,面对面安装,进行预拉伸。
3、机械传动系统设计及核算
滑动导轨的简易选择
已知条件
单向行程长度:ls=1200mm=
移动速度:3m/min
负载质量:100kg
寿命要求:每天开机8h,一年按300个工作日,寿命5年以上
计算项目
设计计算及说明
主要结果
1、额定工作时间寿命Th
每天开机8h,一年按300个工作日,寿命5年以上
2、额定行程长度寿命Ts
3、额定动载荷
额定动载荷是指滚动直线导轨的额定长度寿命 t=50k