机电系统设计方案与分析作业

机电一体化系统设计指南第一章总论 (2)1.1 机电一体化系统概述 (2)1.2 设计原则与目标 (2)第二章系统需求分析 (3)2.1 功能需求分析 (3)2.2 功能需求分析 (4)2.3 可靠性需求分析 (4)2.4 安全与环保需求分析 (4)第三章系统方案设计 (4)3.1 总体方案设计 (4)3.2 功能模块划分 (5)3.3 系统架构设计 (6)第四章机械系统设计 (6)4.1 机械结构设计 (6)4.2 传动系统设计 (7)4.3 支撑与固定设计 (7)第五章电气系统设计 (7)5.1 电气原理设计 (7)5.2 电气布线设计 (8)5.3 控制系统设计 (8)第六章控制算法与软件设计 (9)6.1 控制算法选择 (9)6.2 软件架构设计 (9)6.3 程序设计与调试 (10)第七章传感器与执行器选型 (11)7.1 传感器选型 (11)7.2 执行器选型 (11)7.3 传感器与执行器接口设计 (12)第八章信号处理与通信 (12)8.1 信号处理技术 (12)8.2 通信协议设计 (13)8.3 网络架构设计 (13)第九章系统集成与调试 (14)9.1 系统集成 (14)9.1.1 确定系统集成目标 (14)9.1.2 系统组件选型 (14)9.1.3 系统架构设计 (14)9.1.4 系统集成实施 (14)9.1.5 系统集成测试 (14)9.2 调试与测试 (15)9.2.1 调试策略 (15)9.2.2 功能调试 (15)9.2.3 功能调试 (15)9.2.4 稳定性调试 (15)9.2.5 测试方法 (15)9.3 故障分析与处理 (15)9.3.1 故障现象描述 (15)9.3.2 故障原因分析 (15)9.3.3 故障定位 (15)9.3.4 故障处理 (15)9.3.5 故障预防 (16)第十章产业化与维护 (16)10.1 产业化流程 (16)10.2 维护与保养 (16)10.3 用户手册编写 (17)10.4 技术支持与服务 (17)第一章总论1.1 机电一体化系统概述机电一体化系统是一种将机械、电子、控制、计算机等技术相互融合，实现设备或系统的高效、智能、自动化运行的技术体系。

学 习 活 动 ； 实现 学 生在 校 学 习与 实 际 工 作 的 一致 性 ，
养 的教 育教 学 目标 。
一
缩小与用人 单位 需求 的距离 ；并在完成工作任 务的过
、
本课程教学方案的设计依 据
程 中 掌 握知 识和 技 能 ，达 到 对 学 生 分 析 问题 和 解 决 问 题 的综 合 能 力 培 养 ，使 学 生 得 到 岗 位 实 际 工 作 的 训 练 ，初 步 形成 企 业 （ 岗位 ） 工作 经 历 。
２ ０ 第 ７ 总 １ 期 ０年 １ １ 期（第 ０ ） ５
中国 讥代 装 各
浅谈机 电设备传动系统分析与安装课程 任务驱动型教学方案设计
杨 合 意
北京信息职 业技术学院 北京 １ ０ １ ０ ０６
摘 要：机电设备传动 系统 分析 与安装课程作 为高职 院校机 电一体化专业的一 门核心课程， 要适应高职教育强化能力培养 的
结构 设计 。确 立 具 体 明 晰 的 能 力 目标 ，开 发 出 以 “ 学 结 合 ” 的学 习任 务 ，研 制 出 “ 工 学做 合 一 ”的 学 习 活 动 ，制 定 清 晰 、 可 操 作 的考 核 标 准 ； 要 通 过 符 合 任 务 驱 动 性 质 教 学 的 设计 思 路 ，解 析 、确 立 本 门课 程 教 学 的 总 体 方 案 、 具 体 方 案 及 运 作 各 阶 段 项 目课 题 的 实 施和 过程 要求 ， 以对 学 生进 行 知 识 的学 习和 实 际技 能 的训 练 ，达 到 强 化 综 合 能 力培 养 的 教育 教 学 目标 。 关 键 词 ： 课 程 ； 教 学 ； 方案 ； 设 计
机 电设备 传 动 系 统 分 析 与 安 装 课 程 作 为 高 职 院 校

机械电子工程课程设计指导书浙江大宁波理工学院目录第一章概述 (2)一、机电专业课程设计目的 (2)二、机电专业课程设计的任务和要求 (2)三、机电专业课程设计的时间及进度安排 (2)第二章课程设计流程分析 (4)一、课程设计的应知与应会 (4)二、课程设计中的创新与综合 (4)三、课程设计的基本流程 (4)第三章总体方案设计 (6)一、驱动控制方式选择 (6)二、传动形式确定 (6)第四章步进电机的参数计算与选型 (7)第一节 步进电动机的分类 (7)第二节 步进电机的参数计算 (8)第三节 常用步进电机特性参数 (13)第五章机械系统设计计算 (21)第一节 齿轮传动副的选用 (21)第二节 滚珠丝杠设计计算 (23)第三节 滚动导轨设计计算 (30)第四节 联轴器的选用 (32)第五节 机械系统装配图基本要求 (33)第六章二坐标工作台数控装置设计与分析 (36)第一节 数控工作台电气原理图设计要求 (36)第二节 步进电机控制电路 (36)第三节 输入/输出通道设计 (39)第四节 人机交互通道配置与接口 (41)第五节 光电隔离电路设计与应用 (44)第六节 电源设计与选择 (48)第七节 典型数控工作台电气原理图分析 (52)第七章设计说明书撰写 (61)一、基本要求 (61)二、主要内容 (61)第八章课程设计资料提交与答辩 (62)一、设计资料提交 (62)二、答辩准备 (62)三、成绩评定 (62)附录 (63)第一章概述一、机电专业课程设计目的本课程设计是学生在完成专业课程学习后，所进行的机电一体化设备设计的综合性训练。

通过该环节达到下列目的：1、巩固和加深专业课所学的理论知识；2、培养理论联系实际，解决工程技术问题的动手能力；3、进行机电一体化设备设计的基本功训练，包括以下10个方面的基本功：1）查阅文献资料； 2）分析与选择设计方案；3）机械结构设计； 4）电气控制原理设计；5）机电综合分析； 6）绘制工程图；7）运动计算； 8）动力计算和精度计算；9）撰写设计说明书； 10）贯彻设计标准。

机电一体化系统设计研究摘要：机电一体化系统的主要功能仍然是完成特定的工艺操作要求，所以执行机构是完成主要功能的主体，而信息检测和信息处理完成主要功能。

因此，虽然执行器运动方案设计仍然是该过程模型的核心，但也必须充分考虑信息检测和信息处理。

基于上述原因，机电一体化系统的概念设计过程模型被判断为与机械运动系统的常规概念设计过程模型相似，但同时，电子技术与计算机技术的融合不可避免地会出现差异。

关键词：机电一体化；系统概念设计；基本原理介绍机电一体化系统广泛集成了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号转换和软件编程等技术。

将这些技术有机地结合在一起，是当今全球机械行业技术和产品发展的趋势。

机电一体化技术并不是当今最新的尖端技术，而是微电子技术与精密机械技术的结合，实现系统整体优化，属于综合技术应用范畴。

它是对多学科合作与共存的彻底追求的体现。

一、机电一体化发展背景一般来说，机电一体化技术的发展可分为三个阶段。

1960年以前的时期可以说是第一个时期。

在机电一体化发展初期，由于当时电子、机械技术水平不成熟，利用机电一体化技术开发的产品并未广泛普及。

然而，人们开始有意无意地使用简单的电子技术来提高产品的机械性能。

特别是在战争时期，由于电子技术与机械产品的完美结合，这项军事技术发挥了重要作用。

战后，这项技术从军事用途转向民用，刺激了战后经济的快速发展。

第二个发展阶段是1970年至1980年。

在这一发展时期，机电一体化技术不仅得到了通信、计算机和控制技术提供的技术基础，而且受益于微型计算机和大规模集成技术的快速发展，电路和机电一体化也获得了充足的物质基础。

1990年以来，机电一体化技术迈向智能化新阶段。

在这个深入发展的阶段，人工智能技术、光纤技术、神经网络技术等多项技术迅速发展，开辟了机电一体化技术发展的新天地。

二、机电一体化系统设计1.机电一体化系统配置机电一体化系统的构成由5部分组成：机械系统（机构）、电子信息处理系统（电子计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（电动机等）。

以进给驱动系统为例,系统中各谐振频率的相互关系
位置调节环的谐振频率ω0p 电气驱动部件(速度环)的谐振频率ω0A 机械传动部件第一个谐振频率ω0mech1
机械传动部件第n个谐振频率ω0mechn
40~120rad/s (2~3)ω0p (2~3)ω0A
(2~3)ω0mech(n-1)
6.间隙
间隙将使机械传动系统产生回程误差,影响伺服系统中位置环的稳定性。有间隙时,应减小位置环增益。间隙的主 要形式有齿轮传动的齿侧间隙、丝杠副的传动间隙、轴承的轴向间隙、联轴器的扭转间隙等。
机械传动部件一般可简化为的二阶振动系统,其阻尼比ζ为：
实际应用中一般取0.4≤ζ≤0.8的欠阻尼,既能保证振荡在一定的范围内过渡过程较平稳、过渡过程时间较 短,又具有较高的灵敏度。
4.刚度
刚度为使弹性体产生单位变形量所需的作用力。对于伺服系统的失动量来说,系统刚度越大,失动量越小。对于 伺服系统的稳定性来说,刚度对开环系统的稳定性没有影响,而对闭环系统的稳定性有很大影响,提高刚度可增 加闭环系统的稳定性。 刚度的提高往往伴随着转动惯量、摩擦和成本的增加,在方案设计中要综合考虑。
二、机械传动系统的特性
1.转动惯量 转动惯量大会使机械负载增大、系统响应速度变慢、灵敏度降低、固有频率下降,容易产生谐振。同时,转动惯 量的增大会使电气驱动部件的谐振频率降低,而阻尼增大。
在满足系统刚度的条件下,机电一体化系统机械部分的质量和转动惯量越小越好。 2.摩擦
三类摩擦力与速度的关系 a)黏性摩擦 b)静摩擦与库仑摩擦
二阶系统传递函数框图
第一节 常用机械系统部件数学模型的建立
左图中m1为汽车质量;c为减振器阻尼系数;k1为弹簧刚度;m2为汽 车轮子的质量;k2为轮胎弹性刚度;x1(t)和x2(t)分别为m1和m2的 绝对位移。由此可以得到系统的动力学方程为：

机电工程特点难点分析及解决方案1. 超高层垂直运输难度大由于本项目为超高层建筑，施工难度大，人员、材料的垂直运送较为困难，利用有限的机械设备有序且有效地解决庞大的人员、材料的上下，需要合理制定施工计划，核算施工高峰期所需要的人员及材料数量，结合工期计算施工时间，提前与土建负责人核定安装人员、材料使用施工电梯和塔吊的时间；对水电风各专业工种现场作业的次序要预先安排并强制执行，带班工长要清楚自己班组的运输时间和次序，有计划有组织的调节机械设备的使用，提高使用效率。

本工程主楼第二十五层为设备层，设备多且体积较大，安全可靠的将设备运输到位也是超高层建筑的难点之一。

屋面设备的吊装建议采用塔吊或在屋面设置变幅桅杆进行吊装，设备层吊装建议利用施工电梯吊装并设立小幅桅杆就位的吊装方式。

吊装时预先选定吊装点，应考虑到建筑物本体的安全且便于施工，设备的停放待吊位置应选施工现场便于平面运输的位置，桅杆、卷扬机等起重设备安装完毕后应先试吊，根据试吊情况进行调整。

吊装时为防止设备在垂直起吊过程中碰撞建筑物，可采用柔性隔离的办法。

起吊工程中应派专人跟踪观察起吊情况，及时调整并做好记录。

2. 公用走道,办公区域吊顶的施工与协调配合要点公用走道吊顶内是各安装专业管线，主管道和干线的集中部位，吊顶内部除去混凝土梁，钢梁所占用的空间加上吊顶主次龙骨和面层占用的高度，真正可用于安排各专业管线的空间极为有限。

在此，机电安装中各专业的管线进行了综合管线的深化设计并结合业主方对走道吊顶和办公区域的吊顶标高要求进行了较合理的排布，最终确定了走道吊顶为2.90m，办公区域的吊顶标高为3.00m.这有限的空间内，如果安排协调不当，不但会影响吊顶标高和最终的装修效果，还会在专业管道的安装过程中造成相互拆改和重复用工，造成大量的人工和材料浪费，这种现象在建筑施工过程中并不罕见，因此要做好以保证装饰效果为中心下几个方面的协调工作，以保证装饰效果为中心，以满足各专业系统功能为前提，适当调整吊顶内各专业管道的标高和走向。

建筑机电系统的设计与施工在现代建筑设计中，机电系统是一个非常重要的组成部分。

建筑机电系统包括电力、照明、通风、给排水等系统，它们的设计与施工对建筑物的使用效果和质量都有着非常重要的影响。

本文将分别探讨建筑机电系统的设计与施工。

一、建筑机电系统的设计建筑机电系统的设计必须与建筑物的用途相匹配、协调。

首先，建筑物的功能需要被充分考虑到，这将直接影响到各种配套的机电系统的配置和选择。

这样可以保证建筑物各个系统之间的协调性，有效地降低建筑物的运营成本。

例如，挤压生产线生产工艺要求严格，对环境与通风系统必须提供足够的负压，同时也要采用合适的电力系统和照明系统，这样才能减少停机时间，保障生产效率。

对于医院项目而言，灯光系统和档案资料的保管与管理也有着非常重要的作用。

其次，建筑机电系统的设计需要考虑到安全的因素。

特别是在电气和给排水系统中，必须考虑到建筑物的安全和可靠性。

在电气系统设计时，需注意到高级别电线和低级别电线的隔离问题，防止出现电击事故等问题。

在给排水系统设计过程中，应注意到水流的正常畅通，避免出现漏水和防水问题。

最后，建筑机电系统的设计需要考虑到工程成本因素。

建筑的机电系统是建筑成本的重要组成部分，尤其是在大型建筑项目中。

因此，在设计过程中，需要考虑到成本管理，为客户节约资金。

例如，在电气系统中，如果采用了以太网断层式建筑物智能控制系统，可以有效地节约成本，并且提高了操作效率。

二、建筑机电系统的施工建筑机电系统的施工过程有以下几个方面需要考虑：首先，施工过程需要根据设计方案进行有组织的施工。

不同的机电系统之间具有相互关系，因此在施工时需要将电气，照明，通风，给排水等系统一并考虑，避免出现难以解决的问题。

其次，施工过程需要进行现场维护。

由于机电系统成分较多，在施工和维护时，必须进行现场调试。

这些设备的调试工作需要在现场进行，保证能够直接投入使用。

这就要求施工人员在现场能够进行设备的检查和维护工作，以确保设备的稳定性和可靠性。

机电深化设计方案1.机电深化设计概述1.1本工程机电深化设计的任务总承包负责协调所有的机电系统施工图设计。

1.2本工程机电深化设计目标1.3深化设计的依据管线综合平衡深化设计的依据包括：业主提供的机电、建筑、结构、装饰等其它专业的施工图及技术规范；设计交底与图纸会审记录。

现行相关的国家标准、规范、图集。

2.机电深化设计的工作部署2.1机电深化设计机构的设置我们拥有多个大型综合体建筑深化设计及管理协调工作经验。

本工程中，我公司将组成深化设计部，负责机电承包范围内的机电图纸深化设计审核以及与其它机电分包商的综合管线平衡的管理、协调工作，同时我们将组建单位及各行业技术权威组成的专家顾问团，利用他们丰富的工程技术知识或设计经验，为本工程机电深化设计提供一流的咨询和技术指导，确保本工程深化设计的先进性和科学性。

各专业管线综合平衡深化设计管理机构见下图：机电管线综合平衡深化设计管理机构图2.2机电深化设计相关人员职责2.3机电协调会制度在项目施工过程中，不可避免或出现各机电专业施工过程中交叉出现问题，设计图纸上设计意图或设计变更在的施工中不可能实现等问题。

深化设计部会定期组织各种机电协调会，当有必要时会邀请结构、建筑施工单位和业主、设计单位、监理参与。

3.机电深化设计的内容及要求3.1机电深化设计出图内容及深度3.2机电深化设计基本原则机电各专业管线综合平衡深化设计过程中应与设计院保持紧密联系，密切合作。

机电深化设计是在原设计的基础上，根据现场施工工艺的要求以及施工配合、施工定位的需要进行图纸的补充说明。

3.3机电深化设计图的要求3.3.2机电深化设计出图细则为保证各机电专业深化设计图纸的相对统一，并便于协调，我们将联同设计院及其它机电专业分包商，协商制定一系列的图纸制作规定，明确各项出图细则。

机电深化设计出图细则示意如下。

4.机电深化设计图流程机电管线综合平衡深化设计是机电总承包管理的一个重要方面。

在充分消化理解原设计的意图基础上结合现行的设计规范进行复算，并着手正式绘制符合现行规范规定和企业施工工艺标准，又不违反原设计意图的施工深化图。

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：班级学号：学生姓名：班级：2016年4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）系统的运动方式与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与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 系统总体框图二、机械系统设计2.1、工作台外形尺寸及重量估算X 向拖板（上拖板）尺寸：长⨯宽⨯高 145×160×50 重量：按重量=体积×材料比重估算3214516050107.81090--⨯⨯⨯⨯⨯≈NY 向拖板（下拖板）尺寸： 14516050⨯⨯ 重量：约90N 。

第一章绪论课程设计是《机电一体化系统设计》课程的重要实践环节，其目的是使学生能在传统的机电产品更新换代和新的机电一体化产品研制开发领域掌握必要的实验技能，目的在于培养学员对机电一体化产品的设计能力，另外还包括：1）通过课程设计，理解机电一体化系统设计的基本知识。

2）掌握元部件的正确选择方法和特性参数的实验方法。

机电一体化系统的硬件一般由机械主体部分、传感器、信息处理、计算机及电路部分和执行元件等构成，其设计内容和设计方法基本上可归纳为以下几个方面：1）采用微型计算机<包括单片机）进行数据采集、处理和控制主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用、接口电路、软件编制。

2）选用驱动控制电路，对执行机构进行控制主要考虑电动机的选择及驱动力矩的计算及控制电动机电路的设计。

3）精密执行机构的设计主要考虑数控机床工作台传动装置的设计问题。

要弄清机构或机械执行的主要功能<如传递运动、动力、位置控制、微调、精密定位或高速运转等），进行力<力矩）、负载转矩、惯性<转动惯量）、加<减）速控制和误差计算。

提出装配图和零件加工图。

提出电动机和计算机控制要求。

4）采用传感器进行反馈控制或作为测量敏感部位。

5）学会使用手册和图表资料。

本次课程设计是设计回转体数控测量装置，通过此次课程设计，学员应具有机电一体化系统设计的初步能力，初步建立了正确的设计思想，学会运用手册、标准、规范等资料，培养了分析问题和解决实际问题的能力。

第二章回转体数控测量装置总体方案分析回转体数控测量装置是一种测量回转体外形轮廓的机电一体化系统，其基本工作原理利用检测光幕传感器检测位于其中的回转体。

回转体一般是柱形工件，由卡盘夹紧并由电机驱动经减速器使其旋转，对于较长的工件，还要求有尾架，并在尾架上安装顶尖，支顶较长的工件。

检测光幕传感器在回转轴方向<Z向）可以来回移动，能对回转体每个截面的轮廓进行测量。

此次任务给定的参数如下：行程范围Z向350mm C向可正反转连续回转运动分辨率Z向由于0.01mm C向优于0.1°Z向最大移动速度2200mm/minC向最大选择速度130r/min被检测工件最大尺寸<材料为钢）φ50mm×350mm外形尺寸<参考）700mm×400mm×320mm2.1回转体数控测量装置总体方案确定回转体数控测量装置总体方案的确定包括系统运动方式的确定、伺服系统的选择、执行机构及传动方式的确定、计算机系统的选择等。

机电一体化系统设计简介
1、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法：
1）取代法
取代法就是用电气掌握取代原系统中的机械掌握机构。

该方法是改造旧产品、开发新产品或对原系统进行技术改造常用的方法，也是改造传统机械产品的常用方法。

2）整体设计法
整体设计法主要用于新产品的开发设计。

在设计时完全从系统的整体目标动身，考虑各子系统的设计。

3）组合法
组合法就是选用各种标准功能模块组合设计成机电一体化系统。

2、现代设计方法：以计算机为帮助手段进行系统（产品）设计方法的总称。

机电一体化设计方法与现代设计方法的融合是优质、高效、快速实现机电一体化系统（产品）设计的有效方法和基本条件。

计算机帮助设计与制造（CAD/CAN）；并行工程设计——全寿命周期设计；虚拟产品设计与实现；快速响应设计；绿色环保产品设计；反求设计；网络协同合作设计
例1：机电一体化系统在数控机床中的应用
图1 数控系统组成简图
机电一体化实际上是机、电、液、气、光、磁一体化的统称，只不过机电之间的结合更紧密和常见而已。

机电一体化通过综合利用现代高新技术的优势，在提高精度、增加功能、改善操作性和使用性、提高生产率和降低成本、节省能源和降低消耗、减轻劳动强度和改善劳动条件、提高平安性和牢靠性、简化结构和减轻重量、增加柔性和智能化程度、降低价格等诸多方面都取得了显著的技术经济效益和社会效益，促使社会和科学技术又向前大大迈进了一步。

机电一体化是集机械、电子、光学、掌握、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的进展和进步依靠并促进相关技术的进展和进步。

机电一体化系统设计考试资料1.机电一体化：在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并将机械装置与电子设备以以及软件等有机结合而成的系统的总称。

2.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。

4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。

（2）结合法：将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件。

（3）组合法：将用结合法制成的功能部件、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化产品。

6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的系统。

（2）适应性设计：是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械机构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。

（3）变异性设计：是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。

7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。

9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。

10.绿色设计：在新产品的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。

第一章施工计划书与工程进度第一节工程概况. 工程简介. 工程特点. 机电安装工程项目和机电安装工程概况. 给排水工程概况. 通风空调工程概况第二节施工准备工作. 技术准备. 施工机具与材料的准备. 劳动组织准备. 建立健全各项管理制度. 现场临时设施第三节主要项目主要施工工艺、技术措施. 通风空调工程. 给排水工程. 电气安装. 设备安装第四节施工进度安排第五节现场的材料供应和管理措施第六节降低成本技术措施第二章工地人员组织第三章施工品质管理计划第一节质量保证措施第二节质量责任制第三节质量控制措施第四节成品及设备部件的保护措施第四章工地安全、文明施工管理计划第一节安全技术措施第二节消防保卫措施. 保卫工作. 消防方面第三节现场文明施工管理措施第五章系统验收项目及验收办法第一节系统验收办法. 内部验收. 监理验收. 质检站和行业主管部门验收第二节本工程系统验收项目. 通风与空调工程. 给排水工程. 电气安装工程. 应执行的规程、规范、质量评定标准及竣工验收资料第六章系统操作及维修保养培训计划第七章保修办法第一节保修办法第二节保修办法的实施施工计划书与工程进度工程概况工程简介恒智天成大厦工程总建筑面积为万平方米，是一座以办公为主，餐饮、购物、娱乐为一体的大型综合性建筑。

恒智天成大厦分为地下三层，局部有夹层，地上三十三层，建筑物总高度米，地下层主要用于地下车库及各种设备机房，地上部分主要用于办公、购物及餐饮。

恒智天成大厦为全现浇结构，建筑物东西方向长约米，南北方向长约为米。

地下机房主要设在地下层，地下三层设制冷机房、空调机房，地下二层设变配电主、热交换机房、空调机房，地下一层设发电机、电话总机房、空调机房等。

工程特点恒智天成大厦工程为高层建筑，全现浇结构，目前土建结构己基木完成，为此我方在安装过程中要仔细核查落实预留孔洞、预埋件的设置，为今后安装工程打下良好的基础。

工程量大，进口设备多。

恒智天成大厦工程设备主要包括冷水机组、水泵、冷却塔、热交换器、新风机组、空调机组、排风机、排烟风机、加压风机、风机盘管、变风量末端装置、消火栓及消火栓箱、水箱、加压罐、发电机组、高低压把电柜、变压器、控制箱、动力箱等各型设备共计台，其中冷水机组、水泵、高压柜等均为进口产品。

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ《机电系统设计》课程设计说明书课题：CA6140卧式车床经济型数控化改造学院：农业工程与食品科学学院专业：农业机械化及其自动化学生姓名：李彬学号：1111034146指导教师：程卫东2015年1月摘要由于目前国内的数控机床数量需求量大，达到300万台之巨，要进行全部翻新在时间，物质上尚不具有足够的条件，为了达到的条件，为达到较高精度，实现较好的经济性，对普通车床实行数控开环改造。

本次设计着重对CA6140普通车床的纵横向进给系统改造，并对纵横向进给伺服系统齿轮箱进行改造。

本次设计作了下面的一些工作：1、机械部分采用了一级齿轮传动，以BF型步进电动机作为驱动源，以CBM/CDM 滚珠丝杠作为重要元件，以便更好的实行软件控制；2、数控部分采用MCS-51中的8031作为主控芯片建立一套单片机应用系统。

扩展I/O接口用8155芯片及外存储器，采用地址锁存和译码器。

关键词：数控机床改造单片机滚珠丝杠BF型步进电机目录1．绪论 (3)2．总体方案确定 (5)2.1车床改造方案的选择 (5)2.1.1设计系统的选择 (5)2.1.2系统运用方式的确定 (5)2.1.3伺服系统的选择 (5)2.2车床改造方案的确定 (6)3.微机控制部分 (7)3.1总体设计 (7)3.2主控制器 (7)3.2.1主控器的选择 (7)3.2.28031对片外存储器的选择 (8)3.2.3 8031并行I/O口扩展 (8)4.电路原理图设计 (9)4.1关于各线路元件之间线路连接 (9)4.2. 关于电路原理图的一些说明 (10)结论 (13)致谢 (13)参考文献 (14)1．绪论数控机床改造在国外以发展成一个新兴的工业部门。

早在60年代已经开始迅速发展，并有专门企业经营这门业务，其发展的原因是多方面的。

首先是技术的原因，过去20年里，金属切削的基本原理变化不大，但社会的生产力的巨大发展，要求制造技术向自动化和精密化前进。