（完稿）步进电动机驱动的伺服转台的设计（CAD全套）㊣精品文档值得下载

（完稿）步进电动机驱动的伺服转台的设计（CAD全套）

多拍制通电方式，以保证和提高步进电动机的动，静态性能。初定系统的总传动比为。齿轮传动比为.蜗轮蜗杆传动比为各轴转速的计算计算最大静转矩•设工作台负载转矩为•所以所以电动机轴上的转矩为.蜗杆轴上的转矩为.工作台转矩为因为所以电动机最大静转矩为根据可选择电动机的型号为其主要参数为步距角电压电流保持转矩.•最高空载启动频率运行频率.步进电动机确定之后,对于上述型号步进电动机系统的传动比为,则每个参考脉引起的转台的转动角设为三相三拍时三相六拍时.∕.能够满足系统定位精度的要求.由于系统的最高转速要求不高,系统的负载也很小,选择上述型号的三相反应式步进电动机与的传动比是可行的齿轮的设计选择齿轮材料.热处理齿面硬度.精度等级及齿数.因传递功率不大.选用软齿面齿轮传动.齿轮选用便于制造且价格便宜的材料小齿轮钢调质,硬度为大齿轮钢常化,硬度为.因用在数控机床上,故齿轮选择级精度选择齿数.取在误差范围内因选用闭式软齿面传动.故采用接触疲劳强度设计,弯曲疲劳强度校核的设计方法.设计计算齿面接触疲劳强度计算.确定公式内的各计算数值.试选载荷系数为计算小齿轮名义转矩由参考文献表选齿轮系数.节点区域系数.ά由参考文献表查取弹性系数.由参考文献中图和图查取计算应力循环次数为由参考文献中图查取接触疲劳强度寿命系数.计算许用应力,取失效概率为,接触强度最小安全系数设计计算计算小齿轮分度圆直径≧.圆周速度.确定载荷系统中表查取使用系数由中图和图查取由式•确定其中，由中表查取.故载荷系数•••.按实际载荷数校正小齿轮分度圆直径计算值确定主要几何参数和尺寸确定模数圆整为标准值计算分度圆直径计算中心距计算尺宽•.本次设计的是数控机床上使用的伺服转台，通过在原工作台上安装数控转台，可以实现较高精度的旋转定位。些难于加工的零件因为有了数控转台，从而使加工过程变得简单。数控回转工作台主要应用于铣床等，特别是在加工复杂的空间曲面方面如航空发动机叶片船用螺旋桨等，由于回转工作台具有圆周进给运动，易于实现与三坐标的联动，但需与高性能的数控系统相配套。伺服转台的出现，可以替代原有精度不高的机械转台，伺服转台可以实现高的精度要求，使些难以达到加工要求的零件很轻松的达到要求.此次设计采用的是步进电动机驱动蜗轮蜗杆转动从而带动数控转台转动。采用开环系统回转工作台，其特点为结构简单控制方便投资少。采用步进电动机伺服驱动，满足中等精度的数控机床的控制要求。此设计中的传动机构主要包括两部分齿轮传动和蜗轮蜗杆传动。齿轮传动是机械传动中最主要的类传动，它由装在两轴上的主从动齿轮所组成，通过轮齿间的啮合传递运动和动力。蜗杆传动由蜗轮和蜗杆组成，用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为，该传动广泛应用于各种机器和仪器中。本设计的控制部分是由单片机构成的步进电动机通用驱动控制器来控制其运动的。主要由人机接口参考脉冲与脉冲分配器及功率放大等功能块组成。把机械部分和控制部分结合起来，就可以满足步进电动机伺服系统的精度要求。关键词数控伺单片机构成的步进电动机通用驱动控制器来控制其运动的。本次设计可以实现的功能有在机床的原工作台上使用由步进电动机驱动由单片机控制实现三种脉冲分配方式的控制系统有关参数可通过显示器显示出来转台能够实现顺逆两个方向的转动，转角范围不定可实现匀速加速控制以及点控制转台最高转速达,定位精度为。通过本次设计，使我更加地了解到当前制造业发展的迅速，同时，可以巩固在校所学到的知识，给我们以后的工作奠定了坚实的基础。由于时间仓促和本人的水平有限，设计中的错误和不妥之处在所难免，恳请老师和同学们批评指正。数控转台的工作原理及其方案论证.数控转台的工作原理数控机床是种高效率的加工设备，当零件被装夹在工作台上以后，为了尽可能完成多工序或者全部完成次装夹后所有工序的加工，以扩大工艺范围和提高机床利用率。除了要求机床有三个坐标轴直线运动之外，还要求工作台在周围方向有进给运动和分度运动。通常回转工作台可以实现上述运动，用以进行圆弧加工或与直线联动进行曲面加工，以及利用工作台精确的自动分度，实现箱体在零件各个面的加工。在自动换刀多工序数控机床，加工中心上，回转工作台已成为不可缺少的部件，为快速更换工件，带有托板交换装置的工作台应用也越来越多。数控机床回转工作台主要有两种数控进给回转工作台和分度回转工作台，其工作台面的形式有带托板交换装置和不带托板交换装置两种。数控回转工作台的主要功能有两个是工作台进给分度运动，即在非切削时。装有工件的工作台在整个圆周范围内进行分度旋转二是工作台作圆周方向进给运动，即在进行切削时，与三个坐标轴进行联动，加工复杂的空间曲面。数控回转工作台主要应用于铣床等，特别是在加工复杂的空间曲面方面如航空发动机叶片船用螺旋桨等，由于回转工作台具有圆周进给运动，易于实现与三坐标的联动，但需与高性能的数控系统相配套。.方案论证此次设计采用的是步进电动机驱动蜗轮蜗杆转动从而带动数控转台转动。采用开环系统回转工作台，其特点为结构简单控制方便投资少。采用步进电动机伺服驱动，满足中等精度的数控机床的控制要求。本次设计包括两大方面内容转台系统设计和步进电动机控制设计。转台系统的方案论证.步进电动机的选择根据系统的功能定位精度最高转速与负载等多方面要求，可以选择三相反应式步进电动机，型号为。其主要参数为步距角电压电流保持转矩.•最高空载启动频率运行频率.系统传动比为，则每个参考脉冲引起的转台转动角度为三相三拍时三相六拍时.∕.能够满足系统定位精度的要求.由于系统的最高转速为，即.,系统的负载也很小,选择上述型号的三相反应式步进电动机与的传动比是可行的转台本体的设计转台最大直径。查机床设计手册.表.,取高度尺寸.型槽宽度,传动比为型槽的规格为•,取螺栓直径工作台高度.传动系统的设计总传动比为由于单级圆柱齿轮传动比范围为蜗杆传动比范围为开式单级减速器所以本传动系统许蜗轮蜗杆传动，又需加上齿轮传动，才能满足传动比要求。.回转工作台的消隙机构齿轮传动啮合存在间隙，可通过偏心环消隙蜗轮蜗杆传动采用双导程蜗杆齿轮与蜗杆利用契形拉紧圆柱销连接。.蜗轮的夹紧装置通过液压缸控制实现蜗轮的夹紧，液压缸搅通压力控制系统发出指令，活塞压紧钢球，撑开夹紧，夹紧蜗轮，工作台实现定位当液压缸上腔油流回油箱，蜗轮被松开，工作台实现回转运动。控制系统方案论证本系统采用单片机控制，实现步进电动机驱动的伺服转台的工作，具有方便的人机接口，可灵活地设置三种不同的脉冲分配方案和其他控制，满足控制要求。.脉冲分配器接口电路设计脉冲分配器的实现有硬件和软件两种方法。采用这些集成电路可以很方便地实现步进电动机的控制。但是，有时为了降低系统的成本，提高分配器功能的灵活性，常采用软件分配器方法。.功率放大器电路采用单电压型号步进电动机功率放大器.单片机及其系统扩展单片机是准位嵌入式微机控制器。在系列单片机中，单片机性能价格比较高，并且有使用方便脚双列直插式封装等优点，被广泛用于自动控制与自动测试系统中。.显示器与小键盘的扩展有键盘输入管理与显示器输出管理两部分功能。键盘管理部分提供的扫描方式，可以配置个按键显示部分也按扫描方式工作，可以显示位或位显示器。机械部分设计.转台本体设计转台最大直径。查机床设计手册.表.,取高度尺寸.型槽宽度,传动比为型槽的规格为•,取螺栓直径工作台高度.选择电动机步进电动机的运行性能主要由步进电动机的动，静态特性和通电方式等因素决定。步进电动机的最大静转矩表征了步进电动机的静态特性，因此在选择步进电动机时，要使步进电动机的最大静转矩等于电动机轴上负载转矩的倍步进电动机的动态特性是由步进电动机的动态转矩和最大启动频率来描述的，为了保证步进电动机能够输出所需的动态转矩和实现不丢步的启动过程，需对步进电动机的正常运行频率和启动频率加以限制。因此，选择电动机时必须根据系统的工作频率和启动频率要求，选择合适的步进电动机。步进电动机的通电方式有多种，通常采用多相多拍制通电方式，以保证和提高步进电动机的动，静态性能。初定系统的总传动比为。齿轮传动比为.蜗轮蜗杆传动比为各轴转速的计算计算最大静转矩•设工作台负载转矩为•所以所以电动机轴上的转矩为.蜗杆轴上的转矩为.工作台转矩为因为所以电动机最大静转矩为根据可选择电动机的型号为其主要参数为步距角电压电流保持转矩.•最高空载启动频率运行频率.步进电动机确定之后,对于上述型号步进电动机系统的传动比为,则每个参考脉引起的转台的转动角设为三相三拍时三相六拍时.∕.能够满足系统定位精度的要求.由于系统的最高转速要求不高,系统的负载也很小,选择上述型号的三相反应式步进电动机与的传动比是可行的齿轮的设计选择齿轮材料.热处理齿面硬度.精度等级及齿数.因传递功率不大.选用软齿面齿轮传动.齿轮选用便于制造且价格便宜的材料小齿轮钢调质,硬度为大齿轮钢常化,硬度为.因用在数控机床上,故齿轮选择级精度选择齿数.取在误差范围内因选用闭式软齿面传动.故采用接触疲劳强度设计,弯曲疲劳强度校核的设计方法.设计计算齿面接触疲劳强度计算.确定公式内的各计算数值.试选载荷系数为计算小齿轮名义转矩由参考文献表选齿轮系数.节点区域系数.ά由参考文献表查取弹性系数.由参考文献中图和图查取计算应力循环次数为由参考文献中图查取接触疲劳强度寿命系数.计算许用应力,取失效概率为,接触强度最小安全系数设计计算计算小齿轮分度圆直径≧.圆周速度.确定载荷系统中表查取使用系数由中图和图查取由式•确定其中，由中表查取.故载荷系数•••.按实际载荷数校正小齿轮分度圆直径计算值确定主要几何参数和尺寸确定模数圆整为标准值计算分度圆直径计算中心距计算尺宽•.校核齿根弯曲疲劳强度确定计算参数由中表查取齿行系数和应力修正系数由中图查取弯曲疲劳强度寿命系数计算许用应力，取弯曲疲劳强度最小安全系数校核计算所以满足疲劳强度要求.蜗轮蜗杆设计数控机床上当要实现回转进给运动或大降速比的传动要求时，常采用蜗杆蜗轮副。蜗杆蜗轮副的啮合