综合课程设计说明书
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综合课程设计说明书题目:单闭环直流调速系统的设计与Matlab仿真(一)学院:机电与汽车工程学院专业班级:电气工程与自动化专业(1)班姓名:学号: 07240113指导教师:目录第一章概述 (2)第二章调速控制系统的性能指标 (3)2.1 直流电动机工作原理 (4)2.2 电动机调速指标 (4)2.3 直流电动机的调速 (5)2.4 直流电机的机械特性 (5)第三章单闭环直流电动机系统 (6)3.1 V-M系统简介 (6)3.2 闭环调速系统的组成及静特性 (7)3.3反馈控制规律 (8)3.4 主要部件 (9)3.5 稳定条件 (11)3.6 稳态抗扰误差分析 (12)第四章单闭环直流调速系统的设计及仿真 (14)4.1 参数设计 (14)4.2 参数计算及MATLAB仿真 (15)第五章总结 (24)参考文献第一章概述电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备,所以需要根据工艺要求调节其转速,而用于完成这项功能的自动控制系统就被陈为调速系统。
目前调速系统分为交流调速和直流调速系统,由于直流调速系统的调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能,因此在相当长的时间内,高性能的调速系统几乎都采用直流调速系统,但近年来,随着电子工业与技术的发展,高性能的交流调速系统也日趋广泛。
单闭环直流电机调速系统在现代生活中的应用越来越广泛,其良好的调速性能及低廉的价格越来越被大众接受。
单闭环直流电机调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、电动机-发动机、闭环控制系统等组成,我们可以通过改变晶闸管的控制角来调节转速,本文就单闭环直流调速系统的设计及仿真做以下介绍。
第二章调速控制系统的性能指标2.1 直流电动机工作原理一、直流电机的构成(1)定子:主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置;(2)转子:电枢铁芯、电枢绕组、换向装置、风扇、转轴;(3)气隙二、直流电机的励磁方式按励磁方式的不同,直流电机可分为他励、并励、串励和复励电动机四种。
邮电与信息工程学院课程设计说明书课题名称:软件项目实训学生学号:6102040124专业班级:11测控01班学生姓名: 徐晗学生成绩:指导教师:陈希课题工作时间:2014-6—9至2014-6-22一、课程设计任务的基本要求:(1)课程设计目的:1.全面理解程序的顺序结构、选择结构、循环结构,掌握结构化程序设计的自顶向下,逐步细化,模块化的设计原则。
2.掌握C语言基础知识,灵活应用函数、指针、数组、结构体等知识进行程序设计。
3.掌握利用C语言进行程序设计的方法和技巧,提高学生综合分析和调试程序的能力.(2)课程设计总体要求:1。
采用模块化程序设计方法。
2.主菜单设计界面如下:3.子菜单界面如下:选择结构子菜单:循环结构子菜单:4。
在对应模块下完成如下功能: (1)单选择if语句:(2)双选择if语句:(3)多选择if语句:(4)switch语句(5)while循环语句(6)do—while循环语句(7)for循环语句(8)循环嵌套例如:switch语句案例界面:(3)论文部分1、学生应提交的资料:纸质《课程设计说明书》1份;课程设计报告1份。
2、课程设计报告的内容附在《课程设计说明书》后,内容包括:一、设计目的1。
全面理解程序的顺序结构、选择结构、循环结构,掌握结构化程序设计的自顶而下,逐步细化,模块化的原则。
2。
掌握C语言的基础知识,灵活应用函数、指针、数组、结构体等知识进行程序设计。
3。
掌握利用C语言进行程序设计的方法和技巧,提高学生综合分析和调试程序的能力.二、系统功能模块图(略)三、设计函数列表在C语言中每一个功能模块都对应一个函数,即由函数来实现各功能模块的具体功能,也就是建立功能模块与函数之间一一对应的关系,在编写程序时可以减少不课程设计报告一、设计目的1. 全面理解程序的顺序结构、选择结构、循环结构,掌握结构化程序设计的自顶而下,逐步细化,模块化的原则。
2. 掌握C语言的基础知识,灵活应用函数、指针、数组、结构体等知识进行程序设计.3.掌握利用C语言进行程序设计的方法和技巧,提高学生综合分析和调试程序的能力。
综合实践课教案通用模板目录CONTENCT •课程介绍与目标•教学内容与方法•学生活动与指导•教学资源与利用•教学评价与反思•课程特色与创新01课程介绍与目标综合实践课概述综合实践课是一门综合性、实践性、活动性课程。
它强调学生通过实践,增强探究和创新意识,学习科学研究的方法,发展综合运用知识的能力。
综合实践课的内容涉及广泛,包括研究性学习、社区服务与社会实践、劳动与技术教育、信息技术教育等领域。
教学目标与要求知识与技能通过实践活动,使学生掌握一定的实践技能,了解并应用相关知识。
过程与方法引导学生经历实践活动的过程,体验探究学习的方法,培养解决问题的能力。
情感态度与价值观激发学生的好奇心和探究欲,培养团队合作精神和创新意识,增强社会责任感和环保意识。
01020304课时安排活动内容活动形式资源利用课程设置与安排采用小组合作、个人探究等多种形式,鼓励学生积极参与,充分发挥学生的主体作用。
结合学生的年龄特点和兴趣爱好,选择具有实践性和探究性的活动内容。
根据学校的实际情况和课程要求,合理安排课时,确保实践活动的充分展开。
充分利用校内外资源,如实验室、图书馆、社区资源等,为实践活动的开展提供支持。
02教学内容与方法综合性原则实践性原则适应性原则时代性原则教学内容选择原则选择涉及多学科知识、技能的内容,促进学生全面发展。
强调知识与技能的结合,注重学生的实践体验。
根据学生的年龄、兴趣、认知水平等因素,选择适合的教学内容。
紧跟时代步伐,选择具有时代特色的教学内容。
教学方法与手段创设生动、具体的教学情境,激发学生的学习兴趣。
引导学生自主探究、合作学习,培养学生的创新能力和实践能力。
通过分析典型案例,帮助学生理解和掌握相关知识。
利用多媒体、网络等信息技术手段,丰富教学形式和资源。
情境教学法探究式教学法案例教学法信息技术手段教学重点与难点教学重点01明确本节课的核心知识和技能,确保学生能够掌握。
教学难点02针对学生的实际情况,分析可能出现的难点和困惑,并设计相应的教学策略进行突破。
机构综合应用课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解机构的基本概念,掌握机构各部分的名称及其功能。
2. 学生能运用所学的知识,分析并描述不同类型的机构特点及其应用场景。
3. 学生能理解机构在生活中的重要性,了解其在不同行业中的应用。
技能目标:1. 学生能够运用观察、分析、比较等方法,研究并解决机构相关问题。
2. 学生能够运用所学知识,设计简单的机构模型,提高动手操作能力。
3. 学生能够通过小组合作,进行机构综合应用的创新设计,培养团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对机构的探究产生兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。
2. 学生在探索机构的过程中,培养勇于尝试、善于思考、克服困难的精神。
3. 学生通过学习机构知识,认识到科技与社会发展的紧密联系,增强社会责任感。
课程性质:本课程为综合应用课程,旨在帮助学生将所学的机构知识运用到实际情境中,提高学生的实践能力。
学生特点:本年级学生具有一定的机构知识基础,好奇心强,善于观察,喜欢动手操作,但可能缺乏独立思考和团队协作的能力。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,引导学生主动探究,培养学生的创新意识和合作精神。
教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能达到课程目标。
通过教学评估,及时了解学生的学习成果,为后续教学提供依据。
二、教学内容1. 教学大纲:(1)机构基本概念及分类- 机构的定义、作用和基本组成- 常见机构的分类及特点(2)机构的应用与设计- 不同类型机构在生活中的应用案例- 机构设计的基本原则和方法(3)机构综合应用与创新- 机构模型的制作与调试- 创新设计理念与实践2. 教学内容的安排与进度:(1)机构基本概念及分类(2课时)- 第1课时:介绍机构的定义、作用和基本组成- 第2课时:分析常见机构的分类及特点(2)机构的应用与设计(4课时)- 第3-4课时:讲解不同类型机构在生活中的应用案例- 第5-6课时:学习机构设计的基本原则和方法(3)机构综合应用与创新(4课时)- 第7-8课时:指导学生进行机构模型的制作与调试- 第9-10课时:引导学生进行机构创新设计,展示与评价成果3. 教材关联:本教学内容与教材中关于机构的知识点紧密关联,涵盖了教材第3章“机构的分类与设计”以及第4章“机构的应用与创新”的相关内容。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程,通过本次课程设计,旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用,培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说,课程设计的目的包括以下几个方面:1、加深对机电一体化系统概念的理解,掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力,包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力,为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统,具体要求如下:1、确定系统的功能和性能指标,包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计,包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计,绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件,并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序,实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化,确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究,确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动,抓取和搬运一定重量的物料,并放置到指定位置。
2、总体方案设计(1)机械结构采用轮式移动平台,通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构,由三个自由度组成,分别实现手臂的伸缩、升降和旋转,通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪,通过气缸控制夹爪的开合。
(2)驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机,通过减速器与轮子连接,以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机,舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源,通过电磁阀控制气缸的动作。
汉语综合课课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握汉语听、说、读、写的基本技能,提高学生的汉语综合素质,培养学生运用汉语进行交际的能力。
具体目标如下:1.知识目标:学生能掌握本节课所学的生词、语法点、成语等语言知识,了解相关文化背景。
2.技能目标:学生能在日常交流中正确、熟练地运用所学汉语进行听、说、读、写活动,提高汉语交际能力。
3.情感态度价值观目标:通过学习,学生能培养对汉语的热爱,增强民族自豪感,激发继续学习的动力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括课本中的生词、语法点、阅读材料和写作练习。
具体安排如下:1.生词教学:通过对课本中新出现的生词进行讲解和练习,使学生掌握并熟练运用。
2.语法点讲解:结合实例,讲解本节课的语法点,让学生在实际语境中理解并运用。
3.阅读材料分析:分析课本中的阅读材料,提高学生的阅读理解能力,引导学生运用所学知识进行思考。
4.写作练习:根据本节课的主题,布置相应的写作任务,培养学生的写作能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:教师对生词、语法点进行讲解,引导学生理解新知识。
2.讨论法:分组讨论阅读材料,激发学生的思考,培养学生的口头表达能力。
3.案例分析法:通过分析实际案例,让学生在实践中掌握语法点和词汇。
4.写作练习:布置写作任务,培养学生的书面表达能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课将利用以下教学资源:1.教材:课本作为主要教学资源,为学生提供系统的汉语知识。
2.参考书:为学生提供额外的学习资料,丰富知识体系。
3.多媒体资料:通过PPT、视频等形式,为学生提供直观、生动的学习材料,提高学习兴趣。
4.实验设备:如语音设备、投影仪等,辅助进行听、说、读、写教学。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式,全面、客观地评价学生的学习成果。
具体评估方式如下:1.平时表现:观察学生在课堂上的参与程度、发言积极性等,记录并给予评价。
综合化学活动课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握化学反应的基本原理,如酸碱中和、氧化还原反应等;2. 学生能够运用化学知识解释日常生活中的现象,提高对化学学科的认识;3. 学生能了解化学实验的基本操作方法,熟悉实验仪器的使用。
技能目标:1. 学生具备独立设计简单化学实验的能力,并能正确进行实验操作;2. 学生能够运用所学知识解决实际问题,提高分析问题和解决问题的能力;3. 学生在团队协作中,能够有效沟通、共同探讨,提高合作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对化学学科的兴趣和热情,激发探究精神;2. 学生在学习过程中,树立安全意识,养成严谨的科学态度;3. 学生能够关注化学在生活中的应用,认识到化学对环境保护的重要性,培养环保意识。
课程性质:本课程为综合化学活动课程,旨在通过实验和探讨,帮助学生巩固化学知识,提高实践能力。
学生特点:学生处于中学阶段,具有一定的化学知识基础,好奇心强,喜欢动手实践。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,关注学生个体差异,鼓励学生积极参与,充分调动学生的主观能动性。
将目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 化学反应原理:以课本中酸碱中和、氧化还原反应等章节为基础,通过案例分析和实验演示,使学生深入理解化学反应的基本原理。
2. 化学实验技能:结合课本实验操作内容,教授学生实验仪器的使用、实验步骤的设计和实验数据的处理方法。
3. 生活中的化学:以课本中化学与生活相关章节为参考,举例说明化学在生活中的应用,提高学生理论联系实际的能力。
4. 环境保护与化学:以课本中环境化学相关章节为依据,探讨化学在环境保护中的作用,培养学生的环保意识。
教学大纲安排如下:第一周:回顾化学反应原理,引入酸碱中和、氧化还原反应等概念。
第二周:开展化学实验,教授实验操作方法,培养学生的实验技能。
第三周:分析日常生活中的化学现象,讨论化学在生活中的应用。
综合课程设计稿范文一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握课程核心概念,如×××(具体学科概念)、×××,并能够运用到实际情境中。
2. 学生能够理解×××(学科理论)的基本原理,并能够解释与之相关的实际现象。
3. 学生能够总结出×××(知识点)的发展历程,分析其对现实生活的影响。
技能目标:1. 学生能够运用×××(学科工具)进行问题分析,提出合理的解决方案。
2. 学生能够通过小组合作,共同完成×××(学科任务),提高团队协作能力。
3. 学生能够通过课堂讨论、实践活动等方式,提高×××(学科技能)。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对×××(学科领域)的兴趣,增强学习动力。
2. 学生能够尊重他人的观点,培养批判性思维,形成自己的见解。
3. 学生能够认识到×××(学科知识)在现实生活中的重要性,增强社会责任感。
课程性质分析:本课程为×××学科的综合课程,旨在帮助学生全面了解×××领域的知识体系,提高学科素养。
学生特点分析:考虑到学生所在年级,课程内容将结合学生的认知水平、兴趣和需求,注重启发式教学,激发学生的主动性和创造性。
教学要求:1. 教学内容与教材紧密关联,确保学生能够掌握学科基础知识。
2. 教学方法灵活多样,注重培养学生的实践能力和综合素质。
3. 教学评估以课程目标为依据,关注学生的学习过程和成果。
二、教学内容本课程教学内容依据课程目标,紧密结合教材,科学系统地组织以下内容:1. ×××知识点的引入与探究:包括教材第×章的××节,重点讲解×××概念、×××原理,并通过实例分析,让学生深入了解×××知识在实际中的应用。
电气工程、电气自动化专业课综合课程设计-PLC传送带控制设计潍坊学院专业课综合课程设计说明书系部:专业:班级:学号学生姓名:2015年 12 月 19 日专业课综合课程设计说明书目录1 PLC传送带控制设计 ..................................................................... ........................................ 1 1.1 设计任务与要求 ..................................................................... .................................. 1 1.2 PLC传送带控制系统的硬件设计 ..................................................................... .......... 1 1.3 PLC传送带控制系统的软件设计 ..................................................................... ......... 3 1.4 PLC控制系统的抗干扰性设计...................................................................... ............. 5 1.5 PLC控制系统的调试................................................................................................. 5 1.6 设计小结...................................................................... ............................................ 6 1.7 参考文献...................................................................... .. (6)2 PWM变频器-电动机系统仿真设计 ..................................................................... ..................... 7 2.1设计任务要求 ..................................................................... ........................................ 7 2.2 PWM变频器-电动机系统的工作原理 ..................................................................... ....... 7 2.3 PWM变频器-异步电动机控制系统的仿真 .....................................................................7 2.4 设计小结 ..................................................................... ............................................. 11 2.5参考文献 ..................................................................... . (12)3基于组态王的双容液位控制系统设计...................................................................... ..............13 3.1设计任务与要求...................................................................... ...................................13 3.2总体设计方案 ..................................................................... .......................................13 3.3现场控制系统的设计...................................................................... ............................14 3.4上位机监控系统...................................................................... ...................................15 3.5远程监控客户端的设计 ..................................................................... .........................17 3.6 联机调试 ..................................................................... .............................................19 3.7小结 ..................................................................... .....................................................19 3.8 参考文献 ..................................................................... (19)4工厂供电应用设计...................................................................... ..........................................20 4.1 设计任务与要求 ..................................................................... ...................................20 4.2 问题分析 ..................................................................... ..............................................20 4.3 小结 ..................................................................... ....................................................23 4.4 参考文献 ..................................................................... (24)专业课综合课程设计说明书1 PLC传送带控制设计1.1 设计任务与要求1、控制要求:(1)逆物流方向顺序启动按下启动按钮SB1后,振铃10s,传送带3起动,经过6秒,传送带2起动,再经过6秒,传送带1起动,同时开启了漏斗闸门(Y=ON),启动完毕。
综合课程设计设计说明书一、课程目标知识目标:1. 学生能掌握课程相关的基本概念和理论知识,如XX概念、XX原理等。
2. 学生能理解课程内容与其他学科知识的联系,形成跨学科的知识体系。
3. 学生能了解课程内容在实际生活中的应用,提高理论联系实际的能力。
技能目标:1. 学生能通过课堂讨论、小组合作等方式,提高问题分析和解决能力。
2. 学生能运用所学知识,完成课程相关的实践活动,如实验操作、案例分析等。
3. 学生能运用现代信息技术,收集和整理课程相关的学习资料,提高自主学习能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对课程内容产生兴趣,形成积极的学习态度,增强学习的内驱力。
2. 学生在课程学习过程中,培养团队合作精神,学会尊重和理解他人。
3. 学生通过课程学习,认识到所学知识对社会和个人的价值,培养社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为综合课程,旨在通过跨学科的学习,提高学生的知识综合运用能力和实践能力。
学生特点:本年级学生具有一定的认知基础和学习能力,对新鲜事物充满好奇心,但自主学习能力和团队合作意识有待提高。
教学要求:注重理论与实践相结合,关注学生个体差异,采用多元化的教学方法和评价方式,提高学生的学习兴趣和参与度。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 课程基础知识:涵盖课本第1章至第3章,介绍基本概念、原理和公式,如XX原理、XX公式等,为学生奠定扎实的理论基础。
2. 跨学科知识融合:结合课本第4章,将课程内容与其他学科知识相融合,如数学、物理等,提高学生知识综合运用能力。
3. 实践活动:依据课本第5章,设计课程相关的实践活动,如实验操作、案例分析等,培养学生的实践能力和问题解决能力。
4. 现代信息技术应用:参考课本第6章,教授学生如何利用现代信息技术,如互联网、数据库等,收集和整理课程相关资料,提高自主学习能力。
5. 课堂讨论与小组合作:围绕课本第7章,组织课堂讨论和小组合作活动,培养学生团队合作精神和沟通能力。
XXXXXX 大学综合课程设计说明书设计题目CNC二维工作平台(W,二,II)学生姓名学院指导教师年月日目录第一章总体设计 (4)1.1 CNC工作台的组成、结构、特点 (4)1.1.1 CNC工作台的组成 (4)1.1.2 CNC工作台的结构 (4)1.1.3 CNC工作台的特性 (4)1.2 合理拟定并选择传动方案 (5)1.2.1 按丝杠与螺母的相对运动分 (5)1.2.2 按摩擦性质不同分类 (5)1.3 确定CNC工作台的结构和零部件类型 (5)1.3.1 确定CNC二维工作平台的结构类型 (5)1.4 确定导轨类型 (6)1.4.1 普通滑动导轨 (6)1.4.2 滑动摩擦导轨的类型与间隙调整 (6)1.4.2.1滑动摩擦导轨的类型 (6)1.4.2.2 滑动导轨间隙调整 (6)1.5 选择轴承类型及支承方式 (7)1.5.1 轴承类型选择 (7)1.5.2 支承方式 (7)1.6 初选联轴器 (8)1.7 初步确定机体结构 (8)1.8 伺服系统 (8)1.8.1 开环伺服系统 (8)1.8.2 闭环伺服系统 (8)1.9 选择控制电机 (9)第二章螺旋传动结构及其零件设计 (10)2.1 螺旋传动结构概述 (10)2.2滚动丝杠及螺母设计 (10)2.2.1螺纹滚道型面 (10)2.2.2滚珠返回的循环方式 (11)2.2.3轴向间隙和预紧的调整方法 (12)2.2.4滚珠丝杠副主要尺寸的确定 (13)2.2.5 X和Y方向丝杠的具体设计 (13)第三章装配图设计第一阶段 (20)3.1导轨的设计 (20)3.1.1滑动导轨设计 (20)3.1.2 滑动导轨的材料及热处理 (20)3.1.3导轨刚度校核 (20)3.2确定丝杠轴承的型号、尺寸、润滑方式并校核 (21)3.2.1丝杠轴承的具体选择 (21)3.2.2确定轴承的尺寸 (21)3.2.3 对滚动轴承进行校核 (22)3.2.4选择轴承润滑方式 (25)3.3 丝杠、螺母与工作台滑板的联接设计 (25)3.3.1丝杠与螺母的主要参数 (25)3.3.2螺母与工作台滑板的联接设计 (25)3.3.3确定滚珠丝杠的全部几何尺寸 (26)3.4 联轴器的选择与设计 (27)第四章装配图设计第二阶段 (27)第五章装配图设计第三阶段 (28)5.1机体及其他零件的设计 (28)5.1.1 机体结构设计 (28)5.2 合理确定机体的各部分尺寸 (28)5.2.1 合理设计壁厚 (28)参考资料 (28)第一章总体设计总体设计非常重要,是对一部机器的总体布局和全局的安排。
总体设计是否合理将对后面几步的设计产生重大影响,也将影响机器的尺寸大小、性能、功能和设计质量。
所以,在总体设计时应多花时间、考虑清楚,以减少返工现象。
1.1 CNC工作台的组成、结构、特点1.1.1 CNC工作台的组成CNC二维工作台主要是由工作台滑板(滑块)、直线移动导轨、螺旋传动(丝杠)机构、驱动电机、控制装置、位移检测器、和机体(机座)组成。
1.1.2 CNC工作台的结构CNC工作平台的结构有两种分类方法(一)、按电机与机座、工作台滑板的相对位置分为三种1.驱动电机与X方向(或Y方向)工作台滑板连成一体。
这种形式简单,但造成底层驱动重量大,电机振动会影响工作台的精度,它适用于低速传动。
2.下层电机不与工作台连成一体,而是装在机座上,上层电动机则与工作台滑板连在一起。
这种形式结构复杂,但是减少了下层电机的驱动重量,适用于中、高速传动,应用较广。
3.将全部电机放在机座上,电机通过一套较长的传动装置驱动工作台移动,这样的结构虽然减轻了下层工作台的承载重量和电机振动的影响,但却影响了传动系统的刚度和运动速度的提高。
本次设计的CNC工作台属于低速运动,故采用第一种结构。
(二)、按执行器(工作台)在空间的位移方向分为两种可分为卧式工作台和立式工作台。
卧式工作台:执行器在XOY平面内运动,即X,Y方向的丝杠均布置在水平面内。
这种结构能承受大的载荷,而且结构紧凑、工作可靠、稳定,定位精度高。
由于本次的设计任务是卧式CNC工作台,故立式工作台的介绍在这里不再赘述。
1.1.3 CNC工作台的特性1、静态性能——工作台的几何精度:它包括X-Y工作台导轨在水平面的直线性、垂直平面直线性、X方向与Y方向的垂直度、X-Y方向的反向间隙和反向精度以及工作台与运动平面间的不平行性。
——系统的静刚度:工作台传动系统受重力、摩擦力和其他外力的作用而产生的相应变形,其比值称为静刚度。
——工作台的定位精度:指步进电机每走一步(发一个脉冲)工作台沿丝杠轴向方向所能产生的位移大小,一般为几微米至几十微米。
2、动态性能包括工作台系统的振动特性和固有频率,速度和加速度特性,负载特性,系统的稳定性等。
1.2 合理拟定并选择传动方案CNC二维工作平台传动方案的选择很重要,其传动方案有两大类分类方法。
1.2.1 按丝杠与螺母的相对运动分按丝杠与螺母的相对运动来分,传动方案可分为四种。
⑴丝杠转动,螺母移动;⑵螺母转动,丝杠移动;⑶螺母固定,丝杠转动、移动;⑷丝杠固定,螺母转动、移动;详见邱宣怀编《机械设计》P119.对于卧式工作台我们选择第一种方案,即丝杠转动,螺母移动。
1.2.2 按摩擦性质不同分类按摩擦性质不同,传动方案可分为滑动螺旋传动和滚动螺旋传动两种。
1、滑动丝杠螺母机构(滑动螺旋传动)滑动丝杠螺母机构具有结构简单,运动平稳,传动精度高,螺纹导程小,降速比大,牵引力大等优点。
其缺点是摩擦阻力大,传动效率低,螺纹中有侧向间隙,故反向有空行程。
由于动静摩擦差别大,低速时可能出现爬行现象。
2、滚珠丝杠螺母机构(滚动螺旋传动)滚珠丝杠就是在具有螺旋滚道的丝杠和螺母间充满滚珠。
这些滚珠作为中间传动件,在螺母闭合的回路中循环滚动,使丝杠螺母副的运动由滑动变成滚动,以减小摩擦。
滚珠丝杠的传动效率很高,当双螺母预紧后,轴向刚度好,传动副爬行小,具有较高的定位精度,启动转矩小,传动灵敏,同步性好。
其缺点是结构复杂,制造较困难,价格昂贵,以及不能自锁。
根据CNC二维工作平台的要求,参看两种传动的特点,对于卧式CNC我们设计选择滚珠丝杠螺母传动。
由于滚珠丝杠螺母机构不具有自锁性,故应增加电磁制动装置,以达到精确定位的目的。
1.3 确定CNC工作台的结构和零部件类型1.3.1 确定CNC二维工作平台的结构类型根据前面拟定的几个传动方案,选择一个最佳方案。
1、电机与滑动工作台连成一体2、下层电机固定在机座上,上层电机固定在工作台滑板上3、全部电机放在机座上根据前面CNC的工作结构三种形式的介绍,对于卧式工作台我们初步选择下层电机固定在机座上,上层电机固定在工作台滑板上的结构(即选择第二种类型)。
此结构适合低速运动。
1.4 确定导轨类型常用导轨按其接触面的摩擦性质,可分为滑动导轨、滚动导轨、静压导轨三大类。
若按其结构特点分为力封式和自封式。
力封式又称为开式,必须借助外力(如重力或弹力)才能保证运动件和承导面间的接触,从而保证运动件按给定的方向作直线运动;自封式又称闭式,无需借助外力,而靠导轨本身的结构形状便能保证运动件和承导面间的接触。
1.4.1 普通滑动导轨普通滑动导轨是指动、静两导轨面直接接触的导轨,也叫滑动摩擦导轨。
它具有结构简单、制造容易、承载能力大、接触刚度高、抗振性好,对几何的形状误差不敏感等优点。
缺点是摩擦阻力大,磨损快,动静摩擦系数差别大,重载或低速时容易产生爬行现象。
1.4.2 滑动摩擦导轨的类型与间隙调整1.4.2.1滑动摩擦导轨的类型1.三角形截面:导向精度高,导轨磨损后会自动下降补偿,不会产生间隙,但是该导轨在水平、垂直两方向上的误差相互影响,故给制造、检验和维修带来一定的困难,一般顶角取90度,也可根据载荷和导向精度来定。
2.矩形截面:结构简单、制造和检修方便、精度高、承载能力大的优点,但是,该导轨不可避免地存在侧向间隙,因而,导向精度差,磨损后用镶条来补偿间隙。
3.燕尾形截面:具有尺寸紧凑、能承受颠覆力矩的优点,但是刚度差,制造维修不方面,摩擦力也较大,适用于精度要求不高及移动速度较慢的场合。
4.圆形截面:制造简单,可以做到精密配合,但是,它是封闭结构,对温度变化比较敏感,磨损后很难进行调整和补偿,故这种导轨多用于承受垂直载荷很小的场合。
根据本结构和设计的要求,我们选用圆形截面导轨。
1.4.2.2 滑动导轨间隙调整为保证导轨正常工作,导轨滑动表面之间应保持适当的间隙。
间隙过小,会增加摩擦阻力;间隙过大,会降低导向精度。
导轨的间隙如依靠刮研来保证,要费很大的劳动量,而且导轨经长期使用后,会因磨损而增大间隙,需要及时调整,故导轨应有间隙调整装置。
矩形导轨需要在垂直和水平两个方向上调整间隙。
在垂直方向上,一般采用下压板调整它的底面间隙,其方法有:1)刮研或配磨下压板的结合面1或2。
这种方法调整比较麻烦,适用于不常调整,导轨耐磨性能好或间隙对加工精度影响不大的场合;2)用螺钉调节镶条位置,这种方法调整方便,但刚度稍差;3)改变垫片3的片数或厚度。
这种方法省去修刮工序,但增加了接合面的层数,刚度较差。
在水平方向上,常用平镶条或斜镶条调整它的侧面间隙。
1)采用平镶条调整导轨侧面间隙。
平镶条横截面积为矩形或平行四边形(用于燕尾导轨),以镶条的横向位移来调整间隙。
平镶条一般放在受力小的一侧,用螺钉拧紧,螺母锁紧。
因各螺钉单独拧紧,收紧力不易一致,使镶条在螺钉的着力点有挠度,使接触不均匀、刚性差、易变性、调整较麻烦,故用于受力较小或短的导轨。
2)采用斜镶条调整导轨侧面间隙。
调整时拧动螺钉,使斜镶条纵向(平行运动方向)移动来调整间隙。
为了缩短斜镶条的长度,一般将斜镶条放在移动件上。
斜镶条是在全长上支承,其斜度为1:40~1:100,镶条长度L越长,斜度应越小,以免两端厚度相差过大。
一般L/H 10时(H为导轨高度),取1:40;L/H>10时,取1:100。
1.5 选择轴承类型及支承方式1.5.1 轴承类型选择滑动轴承和滚动轴承各有其优缺点滑动轴承具有承载能力高、工作平稳可靠、抗震性好、噪音低、寿命长、具有剖分式、安装方便、运转精度较高等优点;缺点是摩擦力大、起动力矩大、成本高。
滚动轴承是标准件,具有以下几个优点:——滚动轴承起动转矩比滑动轴承小得多(小80%~90%),有利于负载起动。
——径向游隙小,向心角接触轴承可用预紧的方法消除游隙,运转精度高。
——对于同尺寸的轴颈,滚动轴承的宽度比滑动轴承小,可使机器的轴向结构紧凑。
——大多数滚动轴承可同时承受径向和轴向载荷。
故轴承组合结构简单。
——互换性好,标准化程度高,成批生产,成本较低。
滚动轴承的缺点是接触应力高、抗冲击能力差,高速重载时寿命低、噪音大,减震能力低。