2011-课程设计

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1、1设计任务1.1设计任务介绍及意义1.1.1课程设计题目机电传动单项数据平台设计1.1.2主要内容包括（1）机械传动结构设计（2）电器测控系统1.1.3课程设计意义通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、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，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。2、培养学生搜集、阅读和综合分析参考

2、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。3、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。4、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。1.2设计题目说明1、设计内容为机电控制系统（典型机电产品）设计，其主要内容包括：1）机械传动结构设计；2）电气测控系统；设计内容必须包括一个模拟量控制。课程设计题目：机电传动单向数控平台设计（1）电机驱动方式：步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机；（2）机械传动方式：螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等；（3）电气控制方式：单片微机控制、

3、PLC控制；（4）功能控制要求：速度控制、位置控制；（5）主要设计参数：单向工作行程——1800、1500、1200mm；移动负载质量——100、50kg；负载移动阻力——100、50N；移动速度控制——3、6m/min；2、课程设计的基本要求：（1）方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案，并对各种方案进行分析和评价，进行方案选优。（2）总体设计：针对具体的原理方案，通过对动力和总体参数的选择和计算，进行总体设计，最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图（

4、A2一张）。（3）根据控制功能要求，完成电气控制设计，给处电气控制电路原理图（A2图一张）。（4）课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书和所绘制的设计图纸上，每个学生应独立完成课程设计说明书一份，字数为3000字以上，设计图纸不少于两张。（5）用计算机绘图或手工绘图，打印说明书。（6）设计选题分组进行，每位同学采用不同方案（或参数）独立完成；2总体方案设计2.1设计的基本依据2.1.1电机驱动方式的选择步进电机又称脉冲电机，是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。每当输入一个电脉冲时，转子就转过一个相应的步距角，转角的

5、大小及转子的速度分别与输入的电脉冲数及频率成正比，而不受负载变化的影响。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常简单。步进电动机的特点：1.工作状态不易受各种干扰因素的影响；2.步进电动机的步距角有误差，转子转过一定步数后也会出现累计误差，但转子转过一转后，其累计误差为零。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，在启动、停止、反转时不易丢步。5.不需要传感器反馈，可以进行控制。6.缺点是能量效率太低。2.1.2机械传动方式的选择

6、滚珠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。由螺杆、螺母和滚珠组成。它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能，是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。兼具高精度、可逆性和高效率的特点。滚珠丝杠的主要特点如下：（1）与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3。由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动，所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下，即达到同样运动结果所需的动力为使用滑动丝杠副的

7、1/3。（2）高精度的保证。螺母和螺杆经调整预紧，可以得到很高的定位精度、重复定位精度，并可以提高轴向刚度。（3）微进给可能。滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动。所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给。（4）无侧隙、刚性高。滚珠丝杠副可以加予压力，由于予压力可使轴向间隙达到负值，进而得到较高的刚性。（5）高速进给可能。滚珠丝杠由于运动效率高、发热小，所以可以实现高速进给。（6）工作寿命长，不易发生故障。适用于金属切削机床、测试机床、仪器的传动螺旋和调整螺旋等。2.2总体方案的确定参数初设如下：（1）电机驱

8、动方式：步进电机（2）机械传动方式：滚珠丝杠（3）电气控制方式：PLC控制（4）功能控制要求：速度控制（5）主要设计参数：单向最大工作行程——1200mm工作台重量：100kg移动负载质量：50kg移动速度控制：3m/min；负载移动