专业设计-极坐标工作台

《专业设计-极坐标工作台》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、极坐标工作台研制报告一、研制背景根据我们的调查，目前市场上的工作台多数为单一坐标（回转分度或直线运动），两坐标工作台也基本是采用直角坐标方式。我们认为，以极坐标方式工作的工作台在实现平面曲线方面可减小直角坐标工作台通过折线运动拟合曲线带来的原理误差。因此我们将通过设计一个极坐标工作台来验证我们的想法。二、项目概述机电一体化技术已成为机械设计制造的主流。作为以应用型人才为培养目标的机械工程自动化专业，更需要对学生进行创新设计能力、团队合作能力和综合应用能力的培养，使我们能真正做到学有目的、融会贯通、学以致用。本课题拟设计的是一种创新型机电一

2、体化装置，该装置可用于普通机床（如铣床）上加工较高精度曲面，也可用于其他需要高精度平面曲线运动场合（如：刻花机、涂胶部件等）。三、项目实现的主要目标1、极坐标工作台的结构设计2、极坐标工作台的动态仿真及样机制作3、极坐标工作样机完成凸轮绘制四、项目设计及计算部分总体原理图1.设计依据1.1主要技术参数要求（表1－1）表1－1序号技术项目技术要求备注A组B组C组1工作台最大移动距离70mm70mm50mm很重要2工作台最高移动速度3m/min2.5m/min1.5m/min重要3旋转工作台最高转速7.5rpm10rpm15rpm重要4旋转工

3、作台直径φ100mmφ100mmφ100mm很重要5工件最大重量60Kg50Kg40Kg不重要8旋转工作台中心孔锥度莫氏四号莫氏四号莫氏四号重要9旋转工作台最小分度值1’30”15”很重要10最大承受扭矩10Kgm10Kgm10Kgm不重要11分度精度±10”±15”±5”很重要12主轴回转精度6μ6μ4μ很重要13分度形式360°360°360°重要14工作台定位精度±0.02mm±0.02mm±0.02mm很重要15旋转工作台面T型槽宽8mm8mm8mm重要16铣床工作台尺寸（长×宽）1250×320mm1250×320mm1250×

4、320mm重要17铣床工作台T型槽宽18mm18mm18mm重要18铣床工作台T型槽间距60mm60mm60mm重要19铣床工作台最大升降高度400mm400mm400mm重要方案选择：我小组选取技术要求为B组。1.2极坐标工作台主要部件选择电机的选择：步进电机是一种可将电脉冲信号变为相应角位移或直线位移的同步电机，其基本工作原理为：以一定的方式给其定子上的控制绕组依次通入电流，就会在空间产生一步一步的旋转磁场，其转子就会跟随旋转磁场一步一步的旋转，因此称为步进电机。对应一个脉冲转子转过的角度称为步距角。同时因步进电机的角位移量和输入脉冲

5、的个数严格成正比，时间上与输入脉冲同步。只要控制输入脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可获得所需转角的转速和转动方向，因而可构成直接数字控制。另一方面，步进电机自身的动态特性和驱动方式对快速动作及工作可靠性影响很大，它的动态输出转矩是随控制脉冲频率的不同而改变的，脉冲频率增加，动态转矩变小，这称为步进电机的矩—频特性。步进电机大致可以分成三种类型。即①转子无绕组，步进运行是由定子绕组通电激磁产生的反应力矩作用来实现的反应式步进电机（基本特点为：结构简单、工作可靠、运行频率高、步距角小）。②转子为圆周多极磁化的永磁铁，靠与定子绕组产生的电

6、磁力相互吸引或相斥来实现运行的永磁型步进电机（基本特点为：控制功率小、效率高、造价低、无励磁也具有保持力、电机频率响应低、步距角较大）。③结合了反应式与永磁式步进电机两种基本结构特点的混合式步进电机（基本特点为：步距角小、工作频率高、控制功率小、无励磁也具有保持力、结构相对复杂、成本相对较高）。由以上对步进电机的简单介绍可看出，步进电机伺服驱动具有结构简单、控制容易、而且是全数字化装置的特点，因此在小容量、工作速度低、精度要较高的场合使用较多。因此在此设计中我们选择此种电机。传动机构的选择：微机控制极坐标工作台的工作负载不是很大，而且精度

7、要求都很高。所以该传动机构选择齿轮传动。然而在传动齿轮设计时，强度要求并非主要设计依据（虽然必要时也需要进行强度校核），而既要保证传动扭矩，又要在足够的刚度条件下实现无间隙传动，已成为齿轮传动设计的关键。当前，常用的齿轮传动形式主要有：1、双片齿轮消隙传动图⒉１所示为一种双片齿轮结构。该齿轮的两部分之间可以沿周向相互错动。松开紧定螺钉，调整活动部分使两片齿轮充满与之相啮合齿轮的全部齿间，然后用紧固螺钉将两片齿轮固定。这种方法可以传递较大扭矩，结构简单，但磨损后不能自动调整间隙。这种齿轮一般用于中小功率传动中高速级的被动齿轮。2、偏心轴齿轮

8、消隙传动图⒉２所示为一种可调中心距的齿轮传动结构示意图。装配时利用转动偏心轴来调整两齿轮之间的中心距，使齿侧间隙达到最小。这种方法的特点是结构简单、刚性好，但只能补偿齿厚误差和中心距误差引起的