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（优秀毕业全套设计）拉伸试验机数控改造设计

Ⅱ，传动比。.齿轮传动的设计齿轮的几何尺寸的计算查机电液手册，有关于直齿锥齿轮传动的几何尺寸的计算如下齿数比大端分度圆直径确定齿数查图.，取确定大端模数查表.得，标准的分锥角当时，外锥矩齿宽齿宽系数平均分度圆直径中锥矩平均模数切径向变位系数由图.得，由表.得，选取齿顶高齿根高由表.的齿顶圆直径顶隙⑿大端分度圆厚大端分度圆弦齿厚大端分度圆弦齿高当量齿数⒁端面重合度式中所以.校核键的强度锥齿轮联接的键的强度计算如下键的剪切强度和挤压强度均满足要求，可以安全工作。锥齿轮传动的校核计算⒈齿面接触疲劳强度的校核根据机电液手册，查得式中使用系数查表得.动载荷系数查表得齿向载荷分布系数为支承情况系数，查表得齿间载荷分配系数查表得，节点区域系数查图，得.弹性系数查表得，.接触疲劳强度计算的重合度和螺旋角系数锥齿轮系数许用接触应力取所以齿轮的许用接触应力满足要求，可以安全使用。⒉齿轮的弯曲疲劳强度的校核弯曲疲劳强度的计算公式如下式中复合齿型系数所以查表得弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数查图得许用弯曲应力式中齿轮材料的弯曲疲劳强度基本值查图得寿命系数相对齿根圆角敏感系数见表尺寸系数见表齿根弯曲强度的最小安全系数.把系数代入公式中齿轮的弯曲疲劳强度满足需求。.同步带的设计.有关数据的计算功率传动工况系数查表取带传动的功率选择带型根据和，查图，选用型，选择小齿轮齿数根据的原则，查表，取小带轮节径大带轮节径大带轮齿数带速初定中心距按要求取选用带长及齿数按表选用代号。带上齿数。小带轮啮合齿数基本额定功率式中同步带的基准宽度查表得带宽作用于轴上的力按表，选取标准带宽。代号.张紧力的控制适当的张紧力是保证传动正常工作的重要因素。张紧力不足，带将在带轮上打滑，使带急剧磨损，张紧力过大，则会使带的寿命降低，轴和轴承上的作用力增大。张紧力通常是通过在带与带轮两切点中点处加重垂直于带边载荷，使其产生规定的挠度来控制。计算挠度的公式如下使切边中点产生挠度从而可知载荷为式中同步带合适的张紧力切边长度带节线长修正系数查表，得代入公式综合以上分析计算，为了达到张紧的目的，本设计采用张紧轮的装置。张紧轮般应改放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮还应尽量靠近大带轮，以免影响带在小轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径应小于带轮的直径。故选择张紧轮的直径为。第四章控制部分硬件设计构成微机控制部分的硬件电路概括起来由以下四个部分组成主控制器即中央处理单元，采用系列的单片机总线包括数据总线地址总线和控制总线存储器包括可编成存储器和随机读写数据存储器接口电路及伺服电机电路检测电路等外围接口电路。其中是整个电路的核心，其控制其它各部分协调工作的“大脑”，存储器则用于存放系统软件即有相应的程序以及运行过程中的各种数据，接口是系统与外界进行信息交换的桥梁，三总线则是与存储器接口以及其它各种转换电路的纽带，是与各部分电路进行信息交换和通讯的必由之路，本设计的控制部分系统硬件图如下图主控制器的的选择在微机应用系统中，的选择应该考虑以下要素时钟频率和字长控制数据处理的速度可扩展存储器的容量指令系统功能是否很强即编程的灵活性扩展的功能即对外部控制的能力开发手段包括支持开发的软件的硬件电路。除此之外，还应根据系统应用场合控制对象以及各种参数的要求来选择。目前，在我过的数据系统中，常用的芯片有等位机的，也有系列的位机的，但是应用最多的还是公司的系列单片机作为主控制器。系列单片机主要有三种型号的产品。该系列产品是集中端口及部分等为体的功能性很强的控制器，它的主要特点是集成度高可靠性好运算速度快，另外，该系列产品只需增加少量外围器件就可以构成个完整的微机控制系统，并且开发手段齐全，指令系统功能强，编程灵活性大，硬件资料也很丰富，是较为理想的主选控制器芯片。目前，工业控制中应用最多的是单片机，下面介绍下单片机的基本性能及使用方法。单片机的基本性能具有个位微处理器片内具有时钟发生器或执行指令时间为或字节数据存储器字节程序存储器具有个特殊功能寄存器具有个位可编程定时计数器跟线，个端口个中断源，可编程为个优先级个全双工的可运行于同步异步方式的串行口具有位寻址功能，位寻址空间，适用逻辑运算⑩它使用单的电源，在主振频率为时机器同期为，有四组工作寄存器，每组有个位的工作寄存器，根栈可设置于单片机数据存储器的任何处，堆栈深度最多可达个单元。系列单片机的引脚及功能单片机是个具有根引脚的双列直插式器件，这只引脚大致分为电源时钟口地址总线和控制总线等六大部分它们的功能简述如下电源线，电源地线芯片主电源时钟震荡器反向放大器输入端，芯片使用外部震荡器时，此端必须接地。震荡器反向放大器输出和内部时钟发生器的输入端，芯片使用外部震荡器时，此端用于输入外部震荡信号。控制总线地址锁存有效信号，其主要作用是提供个适当的定时信号，在它的下降适用于外部程序存储器或外部数据存储器的底位地址锁存。使分时作用为地址总线低位和数据总线。此信号在每个机器周期出现次，只是访问外部数据存储器期间才会输出，在任何可使用外部数据在存储器的系统中，以震荡频率的固定速率输出，用作外部时钟定时，当片内编程时，此端输入编程脉冲信号。复为输入信号。震荡器工作时，该引脚上两个机器周期的高电平，可实现复为操作。在掉电情况下，后备电源加到此脚，将只给片内供电。该访问外部程序存储器控制信号输入端，当为低电平时，仅执行外部存储器的程序。线单片机的双向数据总线和低位地址总线分时操作，先用作地址总线，在信号的下降沿，地址锁存，然后用作为数据总线，也可用作双向输入输出口，它能吸入方出个负载作总线工作时位准双向输入输出口。在编程校验期间，用于传输低位地址，它能吸入放出个负载位准双向输入输出口，在访问外部存储器时，用作高位地址总线，它能吸入放出个负载。位准双向输入输出口，口的每根线还有另种功能。串行输入口串行输出口外部中断输入口外部中断输入口定时计数器外部事件脉冲输入端定时计数器外部事件脉冲输入端外部数据存储器写脉冲外部数据存储器读脉冲系列单片机引脚分配，逻辑符号图详见附图特殊功能寄存器特殊功能寄存器是用于对片内各功能模块进行管理控制监视的控制寄存器和状态寄存器，是个特殊功能的，位于片内数据存储器上，其地址为的区域。其名称及功能如下累加器，其指令记符为寄存器，主要用于乘法和除法操作对于其它指令，也可用作寄存器堆栈指令寄存器，能位于片内的字节的任何单元数据指令寄存器，位，分别由高位字节和低位字节组成。其功能是存放位地址。程序状态寄存器，内放标志寄存器置位成清零，表示操作结果的些特殊，其功能及分配情况如附图另外，还有些特殊功能寄存器。存储器结构单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。两种存储器的寻址空间是分开的，对于系列，实际上存在个独立空间，如图所示，程序存储器用于存放程序片内有，片内有。片内原程序存储器，片外程序存储器可根据需要任意选择，但片内片外总的容量和起来不超过。它们在同个逻辑空间中，地址从。内部数据存储器的地址从，其中内部数据为，特殊功能寄存器为，个字节中为四个工作寄存器区，为区，为区，为区，为区。改变标志寄存器中的就可以确定工作寄存器区。从是“为寻址”空间，从是只能够接字节寻址的数据缓冲区，单片机的外部数据存储器最大可以扩展到，地址从，用以存储数据。定时器，计数器系列单片机提供两个位寄存器，用作定时器或事件计数器，需要由特殊功能寄存器中的控制来选择功能为定时还是计数。中断系统系列单片机提供了个中断源，两个位，输入外部中断请求低电平有效。两个为片内定时计数器。由和溢出中断请求和个为片内串行口中断请求，这些中断请求源的引脚都为口的第二功能。对于每个中断可编程序为高优先级和低优先级中断，并能实现二级中断嵌套，各中断源所对立中断服务程序的入口地址和优先级如下中断源串行口中断入口地址优先级响应中断后，即从以上入口地址开始执行中断服务程序，直至遇到条返回指令为止。时序由于在单片机中程序存储器与数据存储器严格分开，因此，程序存储器的操作时序中分两种情况即不执行指令和执行指令。.存储器扩展电路设计程序存储器扩展单片机应用系统中扩展用的程序存储芯片大多数采用芯片中。在选择时，要考虑与时序的匹配，即所能读取的时间必须大于所需要的读取时间。此外，还需要考虑最大读取速度，工作温度及存储器的容易。在满足容量要求时，尽量选择大容量芯片，以减少芯片数量，使系统简化，若选择为而程序容量又小于的情况下，可不扩展程序存储器。芯片介绍芯片是双列直插式脚芯片，如图所示，共有根地址线，根数据线，其余为控制线，定义线分别是片选信号端取指允许编程控制端编程电压端电源地电平空脚不接图，管脚分配图图程序存储器扩展电路框图地址锁存器单片机规定口提供低位地址线，同时又用作数据线，所以为分时输出低位地址和数据的通道口。为了把地址信号分离出来保存以提供低位地址信息，般采用作为地址锁存器。单由发出地址允许锁存器中，是第三态缓冲输出的触发器，用作地址锁存器时，应使其使能端为低电平，输入端与的连接。当时，的输出端与输入端的相同，当高电平返回低电平时，将输入的数据锁存入中。程序存储器的扩展附图为采用的程序存储器的扩展电路框图。其与主要是三总线连接。中低位地址线通过地址锁存器与的口相连。当地址线通过地址锁存信号为高电平，则口输出地址有效。位数据线直接与口相连。高位地址线分别与相连。引脚直接同连接，与的译码电路相连，为低电平时，选通。由于只能选通外部程序存储器，因而其引脚接地。单片机应用系统中的地址译码译码原则程序存储器与数据存储器地址重复使用外围扩展芯片与数据存储器统编址，它不仅占用数据存储器地址单元，而且使用数据存储器的读写控制信号与读写指令地址总线宽度为位，片外程序存储器可直接寻址范围各为字节。口提供高位地址，口经外部锁存器后提供低位地址。地址译码方法线选法线选