最新贵州大学机电一体化课程设计说明书最终版设计题目：ZK5125C型立式数控钻床工作台设计
课程名称：机电一体化系统设计课程设计
学院：机械工程专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：
年级：2013 任课教师：
2016年12月10日
贵州大学本科课程设计
诚信责任书
本人郑重声明：本人所呈交的课程论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。课程论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
特此声明。
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日期：
？？？型立式数控钻床工作台设计
数据说明
第一章 总体方案的确定
1.1机械传动部件的选择
要设计的X-Y 工作台是用来配套立式数控钻床使用，需要承重的载荷不大，无切削力（工作台移动中不作切削），设计数据所要求的脉冲当量较小、定位精度一般。因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小，不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，选择滚珠丝杠螺母副，滚珠丝杠螺母副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。
第二章 机械传动部件的计算与选型
2.1导轨上移动部件的重量估算
2.1.1 Y 方向导轨上移动部件的重量估算
按照导轨上面的移动部件的重量进行估算。包括工件、夹具、工作平台、上层电动机、滚珠丝杠副、直线滚动导轨副、导轨座等，工件的最大质量为800kg ，重量为7840N ，根据参考资料上的实例可以看出，工作台尺寸为230mm ×230mm 的除去工件重量的总重量大约为500N ，ZK5125C 型立式数控钻床工作台的尺寸为650mm ×300mm ，大约为实例的2倍，也就是除去工件重量的总重量大约为500N ×2=1000N ，所以总的重量为7840N+1000N ≈9000N ，估计重量为9000N 。 2.1.2 钻削力的计算
设零件的加工方式为立式钻削，采用硬质合金立钻刀。工件的材料为碳钢。立钻时的钻削力计算公式为：
F F f K f d C F yF zF =（2-1）
式中：f F 为轴向力，单位为N ；F C 为轴向力系数；d 为钻头直径，单位为mm ；F z 为轴向力指数；f 为每钻进给量，单位为mm/r ；F y 为轴向力指数；F k 为修正系数。
600=F C ，mm d 50=，0.1=F Z ，r mm f /4.0=，7.0=F Y ，1=F K
从而求得：N
F f 5684125
.0256007
.01
≈???=
①滑块承受工作载荷m ax F 的计算及导轨型号的选取
工作载荷是影响直线导轨副使用寿命的重要因素。本例中的X-Y 工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支撑形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所受的最大垂直载荷为：
F G
F +=4max （2-2）
式中：m ax F 为最大工作载荷；G 为移动部件的重量；F 为外加载荷。
N G 9000=，N F F f 5684== 从而求得：kN N F 934.7793456844
9000
max ≈=+=
根据工作载荷kN F 5.18max =，初选直线滚动导轨副的型号为KL 系列的JSA-LG35型，其额定动载荷kN C a 5.32=，额定静载荷kN C a 2.470=。
任务书上规定工作台面的尺寸为650mm ×300mm ，X-Y 方向的加工范围为700mm ×350mm ，考虑工作行程留有一定的余量，选取导轨的长度为：Y 方向为1080mm 。 ②距离额定寿命L 的计算
上述选取的KL 系列的JSA-LG35型导轨的滚到硬度为60HRC ，工作温度不超过100℃，每根导轨上配有两只滑块，精度等级为4级，工作温度较低，载荷不大。
50)(
3
max
??=F C f f f f f L a W R C T H （2-3） 式中：L 为距离额定寿命，单位为km ；a C 为额定动载荷，单位为kN ；H f 为硬度系数；
F 为滑块上的工作载荷，单位为kN ；T f 为温度系数；C f 为接触系数；R f 为精度系数；
W f 为载荷系数。
0.1=H f ，0.1=T f ，81.0=C f ，5.1=W f ，9.0=R f ，5.32=a C ，934.7max =F 。
从而求得：km
L 40050)934.75.325.19.081.00.10.1(3
=?????=
大于期望值50km ，故距离额定寿命满足要求。
①最大工作载荷m F 的计算
根据任务书所说工作台移动中不作切削，所以滚动丝杠在运动中只需要克服滚动导轨的摩擦力。
G F m μ=（2-4）
式中：m F 为最大工作载荷；μ为滚动导轨的摩擦因数；G 为移动部件的总重量。
005.0=μ，N G 9000=
从而求得：N F m 459000005.0=?= ②最大动载荷Q F 的计算
设工作台的最快进给速度min /2000mm ，初选丝杠导程mm P h 5=，则此时丝杠转速
h
P v
n =
（2-5） 式中：n 为丝杠转速；v 为最快进给速度；h P 为丝杠导程。 从而求得：min /4005
2000
r n ==
。 6
010
60nT
L =
（2-7） 式中：0L 为滚珠丝杠副的寿命；T 为使用寿命；n 为丝杠每分钟转速。 因为这个机床为数控机床，所以取h T 15000=，min /400r n =。
从而求得：3601015000
400606
0=??=L 。
m H W Q F f f L F 30=（2-8）
式中：Q F 为最大动载荷；0L 为滚珠丝杠副的寿命；W f 为载荷系数；H f 为硬度系数；m F 为滚珠丝杠副的最大工作载荷。
3600=L ，2.1=W f ，0.1=H f ，N F m 45=
从而求得：N F Q 384450.12.13603=???=
③初选型号
根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的G 系列的2005-3型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器但螺母式，其公称直径为20mm ，导程为5mm ，循环滚珠为3圈×1列，精度等级为5级，额定动载荷a
C 为9309N ，
大于
Q
F ，满足要求。
④传动效率η的计算
])
(arctan[
0d P h
πλ=(2-9) 式中：0d 为公称直径，h P 为导程，λ为丝杠螺旋升角。
mm P h 5=,mm d 200=。
从而求得，33420
14.35
arctan
'?=?=λ。
)
tan(tan ?λλ
η+=
（2-10）
式中：η为传动效率；λ为丝杠螺旋升角；?为摩擦角
334'?=λ，01'=?
从而求得，%4.96=η。
⑤刚度的验算
⑴X-Y 工作台上下两层滚珠丝杠副的支撑均采用“单推—单推”的方式，丝杠的两端各采用一对推力角接触轴承，面对面组配，因为Y 方向的行程为350mm ，考虑到安装和工作行程应该有一定的余量，所以左、右支撑的中心距离约为450mm ；钢的弹性模量
MPa E 5101.2?=；查表得，滚珠直径mm D w 175.3=，丝杠底径mm d 2.162=，丝杠截面
积4
2
2d S π=（2-11）
式中，S 为丝杠截面积；2d 为丝杠底径。
从而求得：32
12.2064
2.1614.3mm S =?=
。 丝杠在工作载荷m F 作用下产生的拉/压变形量
ES
a
F m =
1δ（2-12） 式中，1δ为变形量；m F 为工作载荷。 从而求得，mm 45
110681.412
.206101.2450
45-?=???=δ ⑵根据公式
30
-=
w
D d Z π（2-13）
式中，0d 为丝杠的公称直径；w D 为滚珠直径；Z 为单圈滚珠数。
mm d 200=，mm D w 175.3=。
从而求得：173175
.320
14.3=-?=
Z ；
该型号丝杠为单螺母，滚珠的圈数×列数为3×1，代入公式：∑Z =Z×圈数×列数，得滚珠总数量∑Z =45个，丝杠预紧时，取轴向预紧力
3
1m
Y F F =
（2-14） 式中，1Y F 为轴向预紧力；m F 为工作载荷。
从而求得，N F Y 153
45
1==
。 求滚珠与螺纹滚道之间的接触变形，因为丝杠有预紧力
3
2210
/100013
.0∑
=Z F D F YT w m
δ（2-15）
式中，2δ为滚珠与螺纹滚道之间的接触变形；m F 为工作载荷；w D 为滚珠直径；∑
Z 为滚珠总数量；YJ F 为预紧力。 从而求得：(
)
mm 43
2210746.210
4515175.31045
0013.0-?=?
???
=δ。
因为丝杠有预紧力，且为轴向力的1/3，所以实际变形量可减少一半，取
mm 4210873.1-?=δ。
⑶将以上算出的1δ和2δ带入21δδδ+=∑，求得丝杠的总变形量（对应跨度为550mm ）
m μδ6554.010873.110681.444=?+?=--∑
本任务中，在Y 方向，丝杠的有效行程为350mm ，由表中可知，5级精度滚珠丝杠有效行程在315mm —400mm 时，行程偏差允许达到25m μ，可见丝杠刚度足够。 ⑥压杆稳定性校核
2
2Ka EI
f F k k π=（2-16）
式中，k F 为临界载荷；k f 为丝杠支撑系数；K 为压杆稳定安全系数；a 为滚珠丝杠两端支撑间的距离；I 为界面惯性矩。
1=k f ，3=K ，mm a 450=，44
4
217.3379642.1614.364mm d I =?==π，5101.2?=E 。
从而求得，N F k 1152450
317
.3379101.214.314.312
5=??????=，远远大于，N F m 55=，故丝杠不会失稳。
综上所述，初选的滚珠丝杠副满足使用要求。
首先假设传动比为1，因为这样能够简化结构，增加可靠性，提高传动效率。
δα360h
P i =
（2-17） 式中，i 为传动比；α为初选电机的步距角；h P 为滚珠丝杠的导程；δ为脉冲当量。 假设让1=i ，从而求α步距角的值。
01.03605
1??=
α解出了：?=72.0α。 ①总转动惯量总J 的求解
总J 主要包括电动机转子的转动惯量，减速装置，滚珠丝杠以及移动部件等折算到电动
机转轴上的转动惯量。因为传动比为1，所以没有减速装置，即移动部件丝杠转子总J J J J ++= ⑴丝杠J 的求解：
式中，0d 为丝杠的公称直径；l 为丝杠的长度；ρ为密度。 ⑵移动部件J 的求解
式中，M 为Y 以上的总质量，h P 为导程。
kg g G M 9188
.99000
≈==
，cm P h 5.0=。 从而求得，22
01.6)14
.325.0(918cm kg J ?=??=移动部件。
⑶转子J 的求解
初步选择为SS2402E14A ，步距角为?72.0，转动惯量为28.2cm kg ? 则2365.9555.001.68.2cm kg J J J J ?=++=++=移动部件丝杠转子总 ②计算加在步进电机转轴上的等效负载转矩eq
T
分快速空载启动和承受最大工作载荷两种情况进行计算
1）快速空载启动时电动机转轴所承受的T eq 1，包括三部分：一部分是快速空载启动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩T a m ax ；一部分是移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩T f ；还有一部分是滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩T 0。因为滚珠丝杠副传动效率很高，根据式（4-12），可知T 0相对于T eq 1和T a m ax 很
小，可以忽略不计。则有：T eq 1=T a m ax +T f
最大加速转矩T a m ax
=
ηπ
1
602?
t
n J n
m
eq
式中 n m ——对应空载最快移动速度的步进电动机最高转速，单位为min
r
t a ——步进电动机由静止到加速至n m 转速所需的时间，单位为s 其中： δ
α360max
v
n m
= 式中 v max ——空载最快移动速度，任务书指定为2000min
mm ；
α——步进电动机步距角，预选电动机为?72.0 δ——脉冲当量，为0.01pulse mm 算得n m =400min
r
设步进电动机由静止到加速至n m 转速所需时间t n =0.5s ，传动链总效率为7.0=η
则求得：m N m N T a ?≈??????=
-11.07
.05.060400
10365.924max π 由式（4-10）可知，移动部件运动时，折算到电动机转轴上的摩擦力矩为：
i
P G F h
z f
T
πημ2)(+=
，式中 μ——导轨的摩擦因数，滚动导轨取0.005；
F x ——垂直方向的铣削力，空载时取0； η——传动链总效率，取0.7。 可得：m N m N T f ?≈????+?=
051.01
7.02005
.0)90000(005.0π
最后求得快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩T eq 1=T a m ax +T f =0.16m N ? 2）最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩T eq 2，也包括三部分：一部分是折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩T t ；一部分是移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩T f ；还有一部分是滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦力矩T 0，T 0相对于T t 和T f 很小，可以忽略不计。则有：T eq 2=T t +T f
因为钻床没有轴向力，所以只计算垂直方向承受最大工作负载（F m =45N)的情况下，移动运动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩：
T
eq 2
=
m N i G P F T
h m f
?≈???+?=+=051.01
7.02005.0)900045(005.02)(ππημ
经过上述计算后，得到加在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩应为：
{}
m N T T T eq eq eq
?==16.0,max 21
3）步进电动机最大静转矩的选定 考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较
大，当输入电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成，丢步，甚至堵转。因此，根据
T
eq
来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。取安全系数K=4，则步进
电动机的最大静转矩应满足：m N T T eq j ?=?=≥64.016.044max 。根据所选SS2402E14A 型电动机，可知该电动机最大静转矩为0.83m N ?，满足要求。 （4）步进电动机的性能校核
1）最快工进速度时电动机输出转矩校核 任务书给定工作台最快移动速度为v t max =2000min mm ，脉冲当量为pulse mm 01.0=δ。由此可得
f
t max =()Hz ??
?????01.0602000
Hz 3333≈。根据所选SS2402E14A 型电动机，可知该电动机输出转矩大于工作转矩。
2）起动频率的计算 一直电动机转轴上的总转动惯量2365.9cm kg J eq ?=，电动机转子的转动惯量
28.2cm kg J
m
?=，电动机空载时起动频率Hz f q 1800=。则可求得：
Hz J J f f m
eq
q t 8641=+
=
上式说明，要想保证步进电动机起步时不失步，任何时候的启动频率都必须小于864Hz 。则所选的SS2402E14A 型电动机，完全满足设计要求。
计算机科学与技术专业《数据库综合实践》任务书撰写人：徐燕萍徐森审定人：徐秀芳
数据库综合实践任务书 一、课程设计目的及基本要求 数据库综合实践是为数据库原理及应用等系列课程而独立开设的实践性课程。数据库综合实践对于巩固数据库知识，加强学生的实际动手能力和提高学生综合素质十分必要。本课程分为系统分析与数据库设计、应用程序设计和系统集成调试三个阶段进行。 数据库综合实践的主要目标是： a）加深对数据库系统、程序设计语言的理论知识的理解和应用水平。 b）通过设计实际的数据库系统应用课题，进一步熟悉数据库管理系统的操作技术，提高动手能力，提高分析问题和解决问题的能力。 二、课程设计的主要内容 A)系统分析与数据库设计阶段 1) 通过社会调查，选择一个实际应用数据库系统的课题。 2）进行系统需求分析和系统设计，写出系统分析和设计报告。 3）设计数据模型并进行优化，确定数据库结构、功能结构和系统安全性和完整性要求。 B)应用程序设计阶段 1）完成数据库定义工作，实现系统数据的数据处理和数据录入。 2）实现应用程序的设计、编程、优化功能，实现数据安全性、数据完整性和并发控制技术等功能，并针对具体课题问题提出解决方法。 C)系统集成调试阶段 对系统的各个应用程序进行集成和调试，进一步优化系统性能，改善系统用户界面。
三、课程设计任务 1、图书管理系统 背景资料： 1）图书室有各种图书一万多册。 2）每种图书都有书名、书号（ISBN）、一名或多名作者（译者）、出版社、定价和内容简介。 3）借书证记录有借阅者的姓名、所在单位、职业等。 4）凭借书证借书，每次最多能借8本书。借书期限最长为30天。 设计要求： 1）进行需求分析，编写数据字典。 2）设计E-R图。 3）实现新进图书的数据录入。 4）实现对所有购进图书的分类查询和分类统计。 5）能够按书名、作者等分类查询现有图书的数量。 6）记录借阅者的个人资料和所借图书的书名、书号数据等。 2、工资管理系统 背景资料： 1）某单位现有1000名员工，其中有管理人员、财务人员、技术人员和销售人员。 2）该单位下设4个科室，即经理室、财务科、技术科和销售科。 3）工资由基本工资、福利补贴和奖励工资构成，失业保险和住房公积金在工资中扣除。 4）每个员工的基本资料有姓名、性别、年龄、单位和职业（如经理、工程师、销售员等）。 5）每月个人的最高工资不超过3000元。工资按月发放，实际发放的工资金额为工资减去扣除。
机电一体化综合课程设计 《机电一体化课程设计任务书》普通格式 一．课程设计的目的 本次设计是机电一体化和计算机控制课程结束之后进行的一个重要的综合性、实践性教学环节，课程设计的基本目的是： 1、掌握机电一体化系统的设计过程和方法，包括参数的选择、传动设计、零件计算、结构设计、计算机控制等培养系统分析及设计的能力。 2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
3、训练和提高设计的基本技能，如计算，绘图，运用设计资料、标准和规，编写技术文件（说明书）等。 二．设计任务及要求 设计题目：车辆出入库单片机自动控制系统 1.设计容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书； 2.课题容简介或设计要求：编制一个用单片机控制的车辆出入库管理控制程序，控制要求如下：1）入库车辆前进时，经过1# → 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# → 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2）出库车辆前进时经过2# → 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# → 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库车辆的实际数量。 3.机械部分的设计： 4.计算机控制的设计：设计显示电路图，并按图连接。画出单片机接线图，并按图接线。编制控制程序。 摘要 本次设计车辆出入库单片机自动控制系统的基本功能和设计思路，根据给定的条件，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械和电子方面的知识，完成车辆入库自动控制，并画好元器件的连接图，其中包括装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现，设计计算与说明。 车辆出入库单片机自动控制系统对我们生活很贴近，一个很实用的系统，可以有效地帮助我们管理车库，再加上如果用单片机来实现的话成本低，很实用，这是一个很有意义的设计。车辆入库单片机自动控制系统的难点在于,如何控制
机电一体化系统 形成性考核作业1 一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。（） 2.系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。（） 3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。（）4．自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。（） 5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。（） 6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。（） 7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。（） 8．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。（） 9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。（） 10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。（） 11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。（） 12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。（） 二、单选题 1．以下产品属于机电一体化产品的是（）。 A．游标卡尺B．电话
机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日
目录 第一节绪论 (3) 1.1课程设计目的意义 (3) 1.2课程设计任务描述 (3) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (3) 第二节总体方案设计 (4) 2.1主轴驱动系统设计方案 (4) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (4) 2.3电气系统设计方案 (4) 第三节传动系统设计 (5) 3.1主轴传动系统的设计 (5) 3.1.1主轴电机选择 (5) 3.1.2变频器的选择 (5) 3.1.3主轴传动系统设计 (5) 3.2伺服驱动系统设计 (6) 3.2.1伺服传动机构设计 (6) 3.2.2伺服电机选择 (6) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (6) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (8) 3.3设计验算校核 (8) 3.3.1惯量匹配验算 (8) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (9) 3.3.3系统的刚度计算 (9) 3.3.4固有频率计算 (10) 3.3.5死区误差计算 (11) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (11) 第四节电气系统设计 (12) 第五节总结 (15) 参考文献 (15) 附：6张系统框图和元器件图
第一节绪论 1.1课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc 公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min （4）系统分辨率：0.0005mm,重复精度0.02mm。
机电一体化系统课程设计 设计说明书 设计题目：X－Y数控工作台机电系统设计 院校： 班级： 姓名： 学号： 2011年 12 月 24 日
目录 机电一体化系统设计课程设计任务书1．总体方案 1.1导轨副的选用 1.2 丝杆螺母副的选用 1.3 减速装置的选用 1.4 伺服电动机的选用 1.5 检测装置的选用 2.控制系统的设计 3.机械传动部件的计算与选型 3.1导轨上移动部件的重量估算 3.2铣削力的计算 3.3直线滚动导轨副的计算与选型 3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型 3.5步进电动机减速箱的选用 3.6步进电动机的计算与选型 3.7增量式旋转编码器的选用 4．工作台机械装配图的绘制 5.工作台控制系统的设计 6.步进电动机驱动电源的选用 7.设计总结 参考文献 [1]张建民.《机电一体化系统设计》第三版.高等教育出版社 [2]尹志强.《系统设计课程设计指导书》.机械工业出版社
设 计 计 算 与 说 明 主要结果 设计任务： 题目：X-Y 数控工作台机电系统设计 任务：设计一种供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下： 1）立铣刀最大直径d=15mm ； 2）立铣刀齿数Z=3； 3）最大铣削宽度mm a e 15=； 4）最大背吃刀量mm a p 8=； 5）加工材料为碳钢； 6）X 、Y 方向的脉冲当量mm y x 005.0==δδ/脉冲； 7）X 、Y 方向的定位精度均为mm 01.0±； 8）工作台导轨长度为1260mm ； 9）工作台空载最快移动速度min /3000mm v v y x ==； 10）工作台进给最快移动速度min /400max max mm v v f y f x ==； 11）移动部件总重量为800N ； 12）丝杆有效行程为920mm 。 一、总体方案的确定 1 机械传动部件的选择 1.1导轨副的选用 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。 1.2丝杆螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杆螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm 的脉冲当量mm 01.0±和的定位精度，滑动滑动丝杆副无能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到。滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高，预紧后可消除反向间隙。 1.3减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消
课程设计任务书
《数据库原理与应用》课程设计任务书 一、设计目的 通过本次课程设计，使同学们能够全面、深刻地掌握数据库系统的设计流程。根据在数据库原理课程中所学到的数据库理论知识，结合某个具体的实际需求，最终开发出一个较为实用的数据库系统。 二、课程设计的要求 1、明确课设任务，复习与查阅相关资料。 2、可以根据老师给出的设计题目，在两周时间内完成其中某一个题目的从用户需求分析、数据库设计到上机编程、调试和应用等全过程的数据库系统设计。如果学生自拟题目，需经指导教师同意。 3、每位学生必须独立完成课程设计任务，不能抄袭，设计完成后，将所完成的工作交由老师检查；要求写出一份详细的设计报告。 4、按要求完成课设内容，课设报告要求文字和图工整、思路清楚、正确。 5、应用程序应具有一定的实用性。 6、程序具有一定的健壮性。 三、数据库课程设计报告主要内容 1、系统需求分析 （1）信息要求：指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质。数据库中需要存储那些数据。 （2）处理要求：用户需要完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求（给出功能模块图）。 （3）安全性和完整性要求。 2、概念结构设计 （1）逐一设计分E-R图，合并分E-R图，生成基本E-R图。 （2）若在合并中存在属性冲突、命名冲突以及结构冲突，给出解决方法，若存在不必要的冗余，则消除并给出设计方法。 （3）基本E-R图中要求标明主码、外码、联系类型。 3、逻辑结构设计 （1）给出由E-R得到的关系模型：并注明转换过程中应用的规则； （2）数据模型的优化； （3）分析这些模式对于应用环境是否合适，确定是否要对某些模式进行合并或分解； （4）用户模式设计； （5）在数据库中一般使用英文名字，在用户视图中则一般使用符合用户一贯的中文命名法； （6）对不同级别的用户定义不同的视图以保证系统的安全性。 4、数据库物理结构设计 以表格的形式列出各张表，包括字段名称、中文含义、数据类型、长度、完整性约束、索引定义、字段说明； 5、数据库实施 （1）使用T-SQL语句实现数据库表； （2）使用T-SQL语句创建必要索引； （3）使用T-SQL语句实现必要的数据库视图； （4）用T-SQL语句实现必要的存储过程及触发器。
课程设计 课程名称数字式同期装置 学院：电气工程学院专业：电自姓名：学号： 班级：指导教师： 年月日
单片机课程设计任务书 一、设计目的与要求 运用所学单片机原理与接口技术、电路原理、电子技术、自动控制原理知识、电力电子技术，结合电机学、电力系统运行、电力系统自动装置等方面的专业知识，设计出一台以8096系列为核心的数字式准同期装置，发电机及电网电压信号经二次互感器降压后，实现交流采样，并完成数据处理；同时完成控制信号输出、键盘及显示电路等各部分的软、硬件设计。 本设计要求学生能熟悉并掌握单片机应用系统的软、硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤；并锻炼学生基本技能的训练。例如：组成系统、编程、调试、绘图等，以达到培养学生理论联系实际、提高动手和分析、解决问题能力的目的。 数字式同期装置要求： 1）同期条件满足时，能迅速发出合闸信号，无冲击电流； 2）能提供增减速、增减励磁信号指示灯； 3）由LCD显示发电机和电网的电压与频率。 二、课程设计应完成的工作 1）硬件部分包括前置信号处理单元（交流采样、放大器、滤波器等）、A/D 转换、显示、键盘、电源等； 2）软件部分包括A/D转换、数字信号处理、显示等； 3）用专业软件画出系统的硬件电路结构图和软件程序流程框图； 4）系统软件程序的编写与调试； 5）撰写设计说明书一份（不少于10000字），阐述系统的工作原理和软、硬件设计方法，重点阐述系统组成框图、硬件原理设计、资源分配和软件程序流程图等；说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献（资料）等内容，以及硬件电路结构图和软件程序清单等材料。
目录 摘要 (1) 前言 (2) 第一章数字式准同期装置的概述 (3) 1.1 并列操作的意义 (3) 1.2 同步发电机并列合闸条件 (3) 1.3 数字式准同期装置的硬件原理 (3) 第二章数字式准同期总体设计 (5) 2.1 整体硬件框图 (5) 第三章数字式准同期装置的实现 (6) 3.1 降压滤波模块 (6) 3.2 交流采样模块 (7) 3.3 整形电路模块 (9) 3.4 A/D转换模块 (10) 3.5 相角差检测模块 (11) 3.6 显示模块 (12) 3.7 信号指示灯模块 (14) 3.8 MCS单片机 (14) 3.9 译码器 (16) 3.10 存储模块 (17)
机电一体化课程设计报 告
机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日
目录 第一节绪论 (4) 1.1课程设计目的意义 (4) 1.2课程设计任务描述 (4) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (4) 第二节总体方案设计 (5) 2.1主轴驱动系统设计方案 (5) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (5) 2.3电气系统设计方案 (5) 第三节传动系统设计 (6) 3.1主轴传动系统的设计 (6) 3.1.1主轴电机选择 (6) 3.1.2变频器的选择 (6) 3.1.3主轴传动系统设计 (6) 3.2伺服驱动系统设计 (7) 3.2.1伺服传动机构设计 (7) 3.2.2伺服电机选择 (7) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (8) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (9) 3.3设计验算校核 (9) 3.3.1惯量匹配验算 (9) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (10) 3.3.3系统的刚度计算 (11) 3.3.4固有频率计算 (11) 3.3.5死区误差计算 (12) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (12) 第四节电气系统设计 (13) 后附6张系统框图和元器件图。 (15) 第五节心得体会 (16) 参考文献 (17)
第一节绪论 1.1课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min
数据库系统课程设计任务书 肇庆学院计算机学院 、题目 完成一个数据库应用系统地设计全过程二、内容需求分析、数据库设计、数据库建立、数据输入、应用系统地设计和开发、用户界面地设计和实现、系统调试和安装等. 三、要求 （一）DBMS 和开发工具地选择
DBMS 不限（不可使用Viaual Foxpro ）,即可以选择任意大、小型RDBMS, 例如：Oracle,Sybase,SQL Server,Access,MySQL, 建议使用Oracle,SQL Server 等大型RDBMS. 开发工具不限,例如Delphi,PowerBuilder,C++ Builder,.net,ASP,JSP 等等. 注：不可以用Access 等地向导生成应用程序. （二）系统结构及相关技术 建议采用C/S 结构, 例如Access+VB,Oracle+Delphi,SQL Server +InterDev,Oracle+PowerBuilder,MySQL+ VB,Access+C++ Builder 等, 可选择使用B/S/S 结构,请查阅网络数据库技术相关资料,例如ASP（.NET ）、JSP（J2EE） 三）报告封面地要求（见后） 封面从上而下依次为： （1）数据库系统原理课程设计报告（2 黑居中） （2）设计题目（3 黑居中） （3）姓名学号 （4）指导教师 （5）起始时间,起始时间 四）报告内容格式要求 纸张大小为A4纸.正文为5号宋体, 一级标题：第一章（标题,2号宋体,上下空两行居中,行距为5号宋体单倍行距）. 二级标题：§1.1［（标题,3号黑体居中,上下空一行,行距为5号宋体单倍行距）. 三级标题：1.1. 1 ［第一章第一节第一个问题］（标题,4黑左顶,占2行）. 表名为小5 号黑体,居中,形式如“表1-1 表名” . 图名为小5号宋体,居中,形式如“图2.4 图名” . 参考文献字体为5 号字体. 页眉,页码为小5 号宋体,居中. 五）报告内容要求（参考教材第七章数据库设计） （1）目录 （2）概述 包括项目背景、编写目地、软件定义、开发环境等内容 （3）需求分析 ①信息要求用户需要从数据库中获得信息地内容与性质.数据库中需要存储哪些数据. ②处理要求 用户需要完成什么处理功能,对处理地响应时间有什么要求.(给出功能模块图) ③安全性与完整性要求( 4)概念结构设计生成基本E-R 图 ( 5)逻辑结构设计 把ER 模型图转换为关系表 (6)主要模块地设计以及代码 (7)总结①设计过程中遇到地问题以及解决方法. ②设计地体会. ( 8)参考文献. 四、选题(三选一,任选其中一个题目独立完成) 1、教学管理系统 1)信息需求：
机电一体化系统课程设计 X-Y数控工作台设计说明书 学校名称：湖北文理学院 班级学号：2013279129 学生姓名：张亮 班级：机电1321 2015年11月
一、总体方案设计 1.1 设计任务 设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C×B×H＝145mm ×160mm×12mm；底座外形尺寸C1×B1×H1＝210mm×220mm×140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 1.2 总体方案确定 （1）系统的运动方式及伺服系统 由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。 （2）计算机系统 本设计采用了及MCS-51系列兼容的AT89S51单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。 控制系统由微机部分、键盘、LED、I/O接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。
（3）X-Y工作台的传动方式 为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。 由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。 考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。 图1-1 系统总体框图
数据库课程设计任务书模板及参考
大连理工大学本科生课程设计任务书 课程名称：数据库课程设计 指导教师：田琳琳 项目名称：粒子群主题网站 小组名称： 组长姓名： 上课时间： 6月22日- 7 月11日 大连理工大学软件学院 年6 月22 日
1 设计目的 数据库课程设计是在学生系统的学习了《数据库系统原理》课程后，按照关系型数据库的基本原理，综合运用所学的知识，设计开发一个小型的数据库管理信息系统。 经过这一具体问题的分析、设计与实现，将原理与应用相结合，使学生学会如何把书本上学到的知识用于解决实际问题，培养学生的动手能力；另一方面，使学生能深入理解和灵活掌握教学内容。 2 设计要求 (1)根据关系型数据库的设计要求，完成项目的数据库概念模型、 物理模型的设计，能够部署到一个DBMS中，开发存储过程和触发器，完成DB层的功能实现。 (2)学生6人组成一个项目小组，一人为组长，其它人为组员，组 内成员分工明确、团结协作、相互配合，共同完成选题的设计。 (3)课程设计时间为2周。 (4)数据库管理系统MS SQL Server，开发语言（C# \ASP），数据 库设计工具Powerdesigner。系统中的数据表设计应合理、高效，尽量减少数据冗余； (5)具体指标如下：
1)完成概念模型CDM的设计 a)每个小组成员至少抽象出一个数据字典，定义出数据字 典对应得实体和属性 b)汇总实体，小组共同设计出E-R模型 2）完成物理模型PDM的设计 a)每个小组成员依据自己设计的数据字典和实体及其属 性，同时结合选择的DBMS SQL Server要求，定义出相应得表结构和列字段 b)每个小组成员继续定义个人设计表的主键、索引 c)每个小组成员对个人设计表中，至少定义一个列字段约 束 d)小组完成所有表的表名和列名的统一，定义所有的外健 及其类型，完成PDM的模型 e)按照3范式检查数据库PDM模型 3）完成物理模型在DBMS SQL Server中的部署 a)在DBMS SQL Server中设计合适的数据库空间和用户及角 色 b)根据PDM模型，生成创立数据库的.sql文件 c)连接到DBMS SQL Server下，运行.sql文件，数据库部署 完毕 4）数据库操作程序设计 a)每个小组成员至少要对5个表进行操作；
课程设计 课程名称：机械设计课程设计 学院：机械工程学院专业：材料成型 姓名：杨万贤学号：1208030069 年级：成型122 任课教师：戴明 2014年 6 月 27 日
目录 第一章机械传动装置总体设计 (1) 1.1带式运输机减速器的特点 (1) 1.2传动方案的选择 (1) 第二章电动机的选择和传动装置的总体设计 (2) 2.1电动机的选用 (2) 2.2传动装置传动比的分配 (3) 2.3传动装置运动、动力参数的计算 (4) 第三章传动零件设计 (5) 3.1高速级齿轮设计 (6) 3.2低速轴齿轮的设计 (7) 第四章轴的结构设计 (11) 4.1中间轴的设计 (12) 4.2高速轴的设计 (13) 4.3低速轴的设计 (16) 第五章滚动轴承组合设计 (20) 5.1轴承的选择 (20) 5.2轴承的校核 (20) 第六章键和联轴器选用 (23) 第7章减速器的箱体、润滑、密封及附件 (24) 7.1减速器箱体的结构设计 (24) 7.2减速器的润滑与密封 (24) 7.3减速器的附件设计 (25) 总结 (26) 参考文献 (27)
第一章机械传动的总体设计 1.1带式运输减速器的特点 带式运输机主要是依靠摩擦力来运输物料的机械设置，将驱动装置的扭矩传到运输带上。可以依靠各种减速装置来实现的。 机械传动系统及装置的主要组成部分，起主要功能是传递原动机功率，变换运动的形式以实现工作机预定的要求。减速器一般由电动机、减速箱和工作机组成。减速器处于原动机与工作机之间，主要作用是将原动机的运动和动力改变成我们需要的得运动及动力传递到工作机上。减速器作为带式运输机中的传动装置起减速作用，并降低转速和相应的增大转矩。 减速器的类型很多。按传动类型可分为：直齿轮、斜齿轮、蜗杆，蜗杆-齿轮和行星减速器；按传动级数分可分为单级和多级减速器。各减速器的功能各不相同。直齿轮设计制作方便。斜齿轮运转平稳，噪声小；重合度大，承载能力高，适于高速传动。行星轮系有较大的传动比，可以将输入轴的一种转速变换为输出轴的多轴转速。蜗轮传动可以得到很大的传动比，结构紧凑，传动平稳和噪声较小。 1.2传动方案的选择 设计题目：带式运输机传动装置设计 原始数据：运输带的拉力F=2500N 运输带的速度V=1.20(m/s) 卷筒直径D=410mm 要求：运输机使用期5年、两班制工作、单向运转、工作平稳、运输带速度允许误差±5%、减速器由一般规模厂中、小批量生产。 设计方案：方案一:皮带一级单级直齿圆柱齿轮传动 方案二:皮带一级单级斜齿圆柱齿轮传动 方案三:两级展开式直齿圆柱齿轮传动 方案四:两级展开式斜齿圆柱齿轮传动 方案五:蜗轮蜗杆传动 (一）方案选择 由设计数据可知，该减速箱的速度不大，且运输带拉力也不高，所以传递
专业：机电一体化 班级： 08—1班 老师：刘顺东 学号： ******** 姓名： **** 日期： 2013年2月
XY工作台部件及单片机控制设计 目录 1.序言 (3) 2.总体方案设计 (3) 2.1.设计任务 (3) 2.2.总体方案确定 (3) 3.机械系统设计 (4) 3.1.工作台外形尺寸及重量估算 (4) 3.2.滚动导轨的参数确定 (5) 3.3.滚珠丝杠的设计计算 (6) 3.4.步进电机的选用 (8) 3.5.确定齿轮传动比 (13) 3.6.确定齿轮模数及有关尺寸 (13) 3.7.步进电机惯性负载的计算 (13) 4.控制系统硬件设计 (14) 4.1.CPU板 (14) 4.2.驱动系统 (16) 4.3.控制系统软件的组成和结构 (18) 5.参考文献 (22)
1.序言 据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。但尽快将我国现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。为此，如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。 在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。 由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50%以上的资金。从我国的具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5，一般用户都承担得起。这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。 据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。 在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床，其中数控机床是最能适应这种生产需要的。 从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础之上。通过理论上的推导和实践使用的证明，把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点：1）可靠性高；柔性强；易于实现机电一体化；2）经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能，降低生产成本，用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经济效益。 2.总体方案设计 2.1.设计任务 设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C3B3H＝145mm3160mm312mm；底座外形尺寸C13B13H1＝210mm3220mm3140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 2.2.总体方案确定 2.2.1.系统的运动方式与伺服系统 数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。定位方式采用增量坐标控制。 为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。
机电一体化系统综合课程设计 课题名称：Ｘ－Ｙ数控工作台设计说明书 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 设计成员： 指导老师：季国顺金成柱聂欣 日期： 2013年1月7日 设计组号： 7 课题号： 14
目录 1、总体方案设计 (3) 1.1 设计任务 (4) 1.2 总体方案确定 (4) 2、机械系统设计 (5) 2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (6) 2.2 导轨参数确定 (7) 2.3 滚珠丝杆的设计计算 (8) 2.4 步进电机的选型与计算 (10) 2.5 机械系统结构设计 (12) 3、控制系统硬件设计 (13) 3.1 控制系统硬件组成 (13) 3.2 控制系统硬件选型 (15) 3.3 控制系统硬件接口电路设计 (17) 3.4 驱动系统设计 (18) 4、控制系统软件设计 (19) 4.1 控制系统软件总体方案设计 (21) 4.2 主流程设计 (22) 4.3 中断服务流程设计 (23) 4.4 软件调试 (25) 5、总结 (26) 参考文献 (27)
1、总体方案设计 1.1 设计任务 题目：两坐标X-Y 数控工作台设计 任务：设计两轴联动的数控X-Y 运动平台，完成机械系统设计、控制系统设 计与相应软件编程，根据试验条件进行调试，完成整个开发系统；每组一题，分别由3～4位同学合作完成。其主要技术指标如下： 1）工作台型号为HXY-4030； 2）行程要求X=400mm ，Y=300mm ； 3）工作台面尺寸为C 3B 3H ＝240mm 3254mm 315mm ； 4）底座外形尺寸为C13B13H1＝650mm 3550mm 3184mm ； 5）工作台最大长度L=778mm ； 6）工作台负载重量N=500N ； 7）工作台最快移动速度v xmax =v ymax =1m/min 8）X,Y 方向的重复定位精度为±0.02mm ； 9）X,Y 方向的定位精度为0.04mm ； 10）工作台切削负载小、运动灵敏度高、低速无爬行； 11）定位精度高； 12）结构轻便，建议机座和滑台采用铝合金； 13）标准组件，独立产品； 14）可直接应用于小型钻、铣床。 1.2 总体方案确定 1.2.1 方案确定思想 该工作台设计主要分为机械系统部件和控制系统部件，其中机械系统部件主 要包括导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机和检测装置等，控制系统部件则包括CPU 控制电路、电源设计电路、输入信号电路、输出信号电路、步进电机驱动控制电路等。 因X 向和Y 向机械结构基本相同，故只绘制X 向机械系统部分的结构简图，
机电一体化课程设计 学院：机电学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 指导老师：吴来杰付先成 2014年2月27日
一、选题背景 (3) 二、设计要求 (3) 三、选题目的 (3) 四、方案论证 (4) 五、系统工作原理： (5) 六、电路分析 (5) 1、单片机选择 (5) 2、单片机复位电路 (7) 3、传感器选择 (7) 5、油压、油温检测及放大电路 (9) 6、A/D转换 (10) 7、外接键盘 (11) 8、并行I/0的扩展 (12) 9、报警系统： (13) 10、LED显示电路 (13) 七、电路原理图转化PCB板 (14) 八、参考文献： (18) 九、课程设计心得体会 (18)
一、选题背景 机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的学科。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。 机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装备和电子设备以及软件等有机的结合起来所构成的系统的总称。也就是说机电一体化的连接机械和电子、气压、液压等相关的的关键技术，在微电子技术、计算机技术、及信息处理技术的高速发展，消费者对高性能、高自动化的机械化产品提出了更高的要求，也就是要求我们从事机械设计制造及自动化行业的技术人员掌握机电一体化技术的重要性所在。当前数字信号处理的发展趋势之一是在通用的硬件上借助软件实现复杂的功能，伴随对软件依赖性的增加，软件的开发成本也相应提高，甚至出现赶超硬件投入的趋势。 机电一体化的关键技术有：（1）机械技术（2）计算机及信息处理技术（3）系统技术（4）自动控制技术（5）传感检测技术（6）侍服传动技术。在新的历史背景下，同时因也是个知识爆炸的年代，不管是对祖国经济的发展，还是一个很现实的问题：对自己将来的发展，对于掌握、精通这门技术都尤为的显得重要。 二、设计要求 设计一基于单片机的液压系统油温油压检测系统，其中：压力P=0-15 MPa，油温T=0-80℃。要求设计并绘制电路原理图和印刷电路板（PCB图）。内容包括： 1、绘制电路原理图； 2、绘制印刷电路板图； 3、撰写设计报告书。 三、选题目的 机电一体化课程设计作为机械电子专业的实践教学环节，考察学生综合运用所学专业知识进行分析问题和解决问题的能力。科学合理地安排课程设计的内容。使学生即能在有限的时间内掌机电一体化设备的设计过程，培养学生的工程设计能力和解决实际问题能力，又能训练学生抓住问题的主要矛盾有针对性的加以深入的研究是课程设计成功与否的关键所在。 因此这次课程设计，一方面让我们从理论到实践的一个联系，另一方面也是温习和巩固所学的专业知识特别是单片机方面的知识，对于单片机系统能够从整
数据库应用基础课程设计任务书 一、课程设计的目的 数据库应用基础课程设计是在这门课程的学习后进行的一次全面的综合练习，是对学生使用SQL Server数据库管理系统和Visual Basic应用程序开发工具的训练。在该环节通过对课程设计任务的分析与设计实现，将所学的理论知识应用于实践编制出较为实用的软件。从而更加系统地理解和掌握SQL Server数据库管理系统和VB语言的基本概念、语言特点和编程技巧，掌握数据库系统设计的基本方法，提高应用数据库技术进行数据管理以解决实际问题的能力。 二、课程设计的要求 正确理解课程设计任务，进行细致、全面的分析和设计，运用数据库基本理论与应用技术知识，在SQL Server和Visual Basic的环境中建立一个数据库应用系统，对数据达到实施检索、更新和控制等操作目的。系统功能应包括所要求实现的基本功能，所设计的软件要求界面美观，便于操作。 （1）进行需求分析，设计概念模型； （2）设计相应的关系模型，确定数据库结构； （3）设计关系的主键约束、外键约束等数据完整性控制； （4）设计应用系统的系统结构图，确定系统功能； （5）建立数据库。 （6）编制VB程序，实现数据库应用系统。 （7）分析遇到的问题，总结并写出课程设计报告（2000~3000字左右）； 课程设计开发环境：数据库管理系统：SQL Server 2008；开发工具：Visual Basic。 三、课程设计阶段安排 第一阶段布置任务，查阅资料。 第二阶段系统设计。 第三阶段编程。 第四阶段调试。 第五阶段验收（现场演示）、提交数据库文件、程序源代码和课程设计报告。 四、课程设计报告内容 1．封面。 包括课程设计题目、专业班级、姓名、指导老师、完成日期等。 2．内容。 系统设计，包括系统整体设计、模块设计、数据库设计； 主要界面； 源程序（关键语句要有详细注释）； 课程设计总结；调试过程中出现的问题及相应解决办法；
目录 1.课题概述 (2) 2.方案对比及优选 (3) 3.机构参数计算 (8) 4.ProE三维建模 (12) 5.凸轮设计 (13) 6.连杆运动学分析 (14) 7.总结 (16) 8.附录 (17) 9.参考文献 (26)
压片成型机 一、.课题概述 1.压片成形机介绍 设计自动压片成形机，将具有一定湿度的粉状原料（如陶瓷干粉、药粉）定量送入压形位置，经圧制成形后脱离位置。机器的整个工作过程（送料、压形、脱离）均自动完成。该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂（片）等。 2.压片成形机的工艺动作 （1）干粉料均匀筛入圆筒形型腔。 （2）下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔是粉料扑出。 （3）上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。 （4）料筛推出片坯。
3.设计要求 (1).上冲头完成往复直移运动（铅垂上下）。因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故冲头行程为100mm。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力能力。(2).下冲头先下沉3mm，然后上升8mm，加压后停歇保压，继而上升16mm，将成形片坯顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲头后，再下移21mm，到待料位置。 (3).料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待坯料成型并被推出型腔后，料筛在台面上右移约45~50mm，推卸片坯。 二.方案对比及优选 上冲头方案设计与分析： 方案1 说明：杆1带动杆2运动，杆2使滑块往复运动，同时带动杆3运动，从而达到所要求的上冲头的运动。此方案可以满足保压要求，但是上冲头机构制作工艺复杂，磨损较大，且需要加润滑油，工作过程中污损比较严重。
方案2 说明：六杆机构（由摇杆滑块和曲柄摇杆组成） 评估：可计算机构自由度F=3*5-2*7=1，此机构是一个六杆机构，曲柄为主动件，带动摇杆摇动及滑块上下运动，其有增力功能，机构简单。
机电一体化课程设计 任务书 一、课程设计的目的 把在机电一体化课程及其它有关先修课程中所学到的知识在实际设计中综合地加以应用,使这些知识得到巩固、加深和扩展。 二、课程设计题目 CA6140车床经济型数控改装设计 三、设计要求 1、能用键盘输入命令控制工作台的运动方向 2、能实时显示当前运动位置 3、具有越程指示报警及停止功能 四、设计内容 1、总体方案确定 （1）总体方案设计 （2）绘制总体方案图 2、机械系统设计 （1）执行元件参数及规格的确定； （2）传动机构的具体结构及参数设计； （3）执行机构的具体结构及参数设计。 （4）绘制进给传动系统示意图。 3、控制系统硬件电路设计 （1）微机的选用、存储器的选用与扩展、译码电路设计、接口电路设计等 （2）绘制控制系统原理框图 4、传感器的选择（适用于半闭环控制方式和全闭环控制方式） 五、设计参数 （1）系统分辨率纵向为0.01mm，横向为0.005mm （2）最大加工直径：在床面上为400mm，在床鞍上为210mm （3）最大加工长度为1000mm （4）快进速度：纵向为2.4m/min，横行为1.2m/min
（5）最大切削进给速度：纵向为0.5m/min，横行为0.25m/min 课程设计正文 1.系统总体方案设计 对于普通车床的经济型数控改造，在考虑总体方案时应遵行的基本原则是：在满足设计要求的前提下，对机床的改造应尽可能的少，以降低成本。 数控系统总体方案设计内容包括：系统运动方式的确定；伺服系统的选择；执行机构传动方式的确定；计算机系统的选择等内容。应根据设计任务和要求提出系统的总体方案，对方案进行分析、比较、论证，最后确定总体方案并绘制系统总体方案框图。1.1数控系统运动方式的确定 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位/直线系统和连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件，所以本微机控制（MNC）系统采用连续控制系统。 1.2伺服进给系统的选择 数控机床的进给系统有开环、半闭环、闭环之分。 采用直流或交流伺服电机驱动的闭环控制方案的优点是可以达到很好的机床精度，能补偿机械传动系统中的各种误差、传动间隙及干扰等对加工精度的影响。但他的结构复杂，技术难度大，调试和维修困难，造价高。本设计的精度要求不是很高，采用闭环控制系统的必要性不大。 采用直流或交流伺服电机驱动的半闭环控制，其性能介于开环和闭环之间。由于调速范围宽过载能力强，有具有反馈控制，因此性能远优于以步进电机驱动的开环控制。由于反馈环节不包括大部分机械传动元件，调试比闭环简单，系统的稳定性容易保证，所以比闭环容易实现。但是采用半闭环控制调试比开环控制要复杂，设计上有其自身的特点，技术难度较大。本设计任务的要求不高，是经济型数控改造，通常情况下均采用以步进电机驱动的开环控制。因为开环控制具有结构简单，设计制作容易，控制精度较好，容易调试，价格便宜，使用维修方便等优点；缺点是步进电机没有过载能力，启动频率低，工作频率也不高等。开环控制多用于负载变化不大或要求不高的经济型数控设备中。 经过上述比较，决定采用开环控制系统。 1.3执行机构传动方式的确定 为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，在设计机械传动装置时，通常提出低摩