課程設(shè)計--二維數(shù)控精密工作臺

1、<p><b>　　二維數(shù)控精密工作臺</b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　專業(yè)班級： </p><

2、;p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　2012.7.5</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.緒論3</b></p><p>　　課程設(shè)計的設(shè)計要求3<

3、/p><p><b>　　本課題設(shè)計內(nèi)容4</b></p><p>　　本課題設(shè)計的目的和意義4</p><p>　　2.總體設(shè)計方案5</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)5</b></p><p><b>　　總體方案確定5</b></p

4、><p>　　2.1二維數(shù)控精密工作臺的原理6</p><p>　　2.2設(shè)計的整體方案7</p><p>　　2.2.1工作臺總體結(jié)構(gòu)的確定7</p><p>　　2.2.2傳動方案的確定7</p><p>　　2.3繪制總體方案圖7</p><p>　　3.機械系統(tǒng)的設(shè)計計算8<

5、;/p><p>　　3.1滾珠絲桿選擇8</p><p>　　3.1.1滾珠絲桿工作長度計算8</p><p>　　3.1.2工作臺外形尺寸及重量估算9</p><p>　　3.1.3計算載荷10</p><p>　　3.1.4額定動載荷計算12</p><p>　　3.1.5穩(wěn)定性校核

6、13</p><p>　　3.1.6滾珠絲桿副的剛度計算14</p><p>　　3.2滾動直線導(dǎo)軌選擇14</p><p>　　3.2.1導(dǎo)軌額定壽命計算14</p><p>　　3.2.2導(dǎo)軌工作載荷計算15</p><p>　　3.3聯(lián)軸器的選擇16</p><p>　　3.3.

7、2聯(lián)軸器的選定17</p><p>　　3.4軸承選擇17</p><p>　　3.5步進(jìn)電機的計算與選型18</p><p>　　3.6系統(tǒng)整體性能計算19</p><p>　　3.6.1步進(jìn)電機軸上總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算19</p><p>　　3.6.2系統(tǒng)剛度計算20</p><

8、p>　　3.6.3系統(tǒng)固有頻率計算21</p><p>　　3.6.4系統(tǒng)死區(qū)誤差計算21</p><p>　　3.6.5由系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差計算21</p><p><b>　　4.零件圖22</b></p><p>　　4. 1滾珠絲杠22</p><p><b&

9、gt;　　4.2導(dǎo)軌23</b></p><p><b>　　5.總 結(jié)24</b></p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與

10、滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。</p><p>　　X-Y數(shù)控工作臺是許多機電一體化設(shè)備的基本部件，如數(shù)控車床的縱—橫向進(jìn)刀機構(gòu)、數(shù)控銑床和數(shù)控鉆床的X-Y工作臺、激光加工設(shè)

11、備的工作臺、電子元件表面貼裝設(shè)備等。模塊化的X-Y數(shù)控工作臺，通常由導(dǎo)軌座、移動滑塊、工作、滾珠絲杠螺母副，以及伺服電動機等部件構(gòu)成。其中伺服電動機做執(zhí)行元件用來驅(qū)動滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動滑塊和工作平臺在導(dǎo)軌上運動，完成工作臺在X、Y方向的直線移動。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動機等均以標(biāo)準(zhǔn)化，由專門廠家生產(chǎn)，設(shè)計時只需根據(jù)工作載荷選取即可。</p><p>　　本文步進(jìn)電機，通過滾珠杠帶動工作臺，組成運動

12、控制系統(tǒng)，實現(xiàn)二維平臺的精密定位控制。</p><p><b>　　課程設(shè)計的設(shè)計要求</b></p><p>　　“精密機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程設(shè)計作為實踐環(huán)節(jié)對于整個課程具有非常重要的意義。在這次課程設(shè)計中不僅僅是完成一項指定的任務(wù)，更重要的是實際走過一個完整的設(shè)計過程。學(xué)生在課程設(shè)計中定位為設(shè)計者，對方案進(jìn)行篩選論證，考慮結(jié)構(gòu)工藝性和選材。整個設(shè)計采用AutoCAD和

13、CAXA完成，從3D建模到2D圖紙。要求學(xué)生至少做出一張可用于加工的圖紙，圖紙的尺寸標(biāo)注要合理，要有尺寸公差和行為公差，要正確選擇材料，要有技術(shù)要求?？傊?，通過本次課程設(shè)計使學(xué)生知道，設(shè)計過程包括哪些步驟，能夠投放生產(chǎn)的加工圖紙是什么樣子的。</p><p>　　綜合地考慮使用、經(jīng)濟、工藝、安全性等方面的設(shè)計要求，確定合理的設(shè)計方案。</p><p>　　仔細(xì)閱讀本課程指導(dǎo)書和隨時查閱有關(guān)

14、教材，在認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上提出自</p><p>　　己的見解與指導(dǎo)教師討論，避免單純地向指導(dǎo)老師索取答案；</p><p>　　通過分析比較吸取現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的優(yōu)點，并在此基礎(chǔ)上發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，而不是簡單抄襲或沒有根據(jù)在臆造；</p><p>　　認(rèn)真計算和制圖，有錯誤要認(rèn)真修改，力求設(shè)計圖紙和計算說明書的質(zhì)量達(dá)到或接近實際生產(chǎn)水平。</p><p

15、><b>　　本課題設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　本設(shè)計獎在以下幾個方面對數(shù)控工作臺進(jìn)行研究和論證。</p><p>　　數(shù)控工作臺的選擇。綜合數(shù)控工作臺的類別和各類的特點和要求，在本課題中主要研究兩軸數(shù)控工作臺的控制。</p><p>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計。本課題設(shè)計的數(shù)控工作臺要求運行迅速準(zhǔn)確度高，主要有步進(jìn)電機、滾珠絲杠、滾動導(dǎo)

16、軌、底座、工作臺等。</p><p>　　本課題設(shè)計的目的和意義</p><p>　　數(shù)控機床是一種高度自動化的機床。隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的不斷提高，改型頻繁。機械加工中，多品種、小批量加工約占80％.這樣，對機床不僅要求具有高的精度和生產(chǎn)效率，而且還要具備“柔性”，即靈活通用，能迅速適應(yīng)加工零件的變更。數(shù)控機床較好地解決了形狀復(fù)雜、精密、小批、多變的零件

17、加工問題，具有適應(yīng)性強、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種靈活而高效的自動化機床。精密數(shù)控工作臺可廣泛應(yīng)用與激光焊接、斷層射線掃描、機械手、檢測裝置及使用教學(xué)領(lǐng)域。隨著電子、自動化、計算機和精密測試等技術(shù)發(fā)展，數(shù)控機床在機械制造業(yè)中的地位將更加重要。</p><p>　　本課題的基本要求是在了解運動控制卡的基礎(chǔ)上，掌握利用VB軟件編寫程序，能夠進(jìn)行直線或圓弧插補運動所設(shè)計的一臺兩軸的數(shù)控工作臺，并

18、真正掌握此項技術(shù)。由于兩軸數(shù)控工作臺的復(fù)雜性和廣泛的應(yīng)用性，它能滿足各行各業(yè)不同場合的要求，如應(yīng)用高校研究，機密機械，智能機械，數(shù)控設(shè)備等等，具有良好的適用性特點。</p><p><b>　　2總體方案設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計一個數(shù)控X-Y工作臺。該工作臺可用于

19、銑床上坐標(biāo)孔的加工和塑料、鋁合金零件的二維曲線加工，重復(fù)定位精度為±0.01mm，定位精度為0.025mm。數(shù)控精密工作臺采用步進(jìn)電機驅(qū)動。本次課程設(shè)計精密工作臺的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　表2-1設(shè)計主要參數(shù)</p><p><b>　　總體方案確定</b></p><p>　　圖2-1 基本原理框架圖</p>&l

20、t;p>　　由于工作臺的運動載荷不大，因此采用有預(yù)加載荷的雙V形滾珠導(dǎo)軌。采用滾珠導(dǎo)軌可減少兩個相對運動面的動、靜摩擦系數(shù)之差，從而提高運動平穩(wěn)性，減小振動。</p><p>　　2.1二維數(shù)控精密工作臺的原理</p><p>　　如圖2.1.1所示為二維數(shù)控平臺實驗原理樣機原理圖，圖2.1.2為二維數(shù)控平臺實物照片。二維數(shù)控平臺可以實現(xiàn)X、Y兩個方向的運動，通過兩個方向運動的合成

21、，可以實現(xiàn)任意平面軌跡。</p><p>　　圖2-2 二維數(shù)控平臺實驗機原理圖 此試驗機裝有一支筆，固定不動，在工作臺上放上紙，工作臺在運動時，就可以在紙上畫出預(yù)先給定的圖形。二維數(shù)控工作臺的主要結(jié)構(gòu)件有：底座、滾珠導(dǎo)軌、滾珠絲桿、四桿支架、托盤、工作臺、步進(jìn)電機等。</p>

22、<p>　　2.2設(shè)計的整體方案</p><p>　　2.2.1工作臺總體結(jié)構(gòu)的確定</p><p>　?。?）步進(jìn)電機2個（分別用于X、Y方向）；</p><p>　　（2）滾珠絲桿2套，應(yīng)分別對其進(jìn)行分析設(shè)計，以滿足兩者不同的受力情況；</p><p>　　（3）滾動導(dǎo)軌：雙導(dǎo)軌，四滑塊；</p><p&g

23、t;　?。?）帶有“”槽的工作臺面；</p><p>　?。?）聯(lián)軸器2個、導(dǎo)軌支撐板、軸承座、軸承擋圈以及絲桿螺母等等。</p><p>　　2.2.2傳動方案的確定</p><p>　　步進(jìn)電機 聯(lián)軸器 滾珠絲桿 工作臺X、Y方向應(yīng)滿足：</p><p>　　其中，分別為X、Y方向的脈沖當(dāng)量，這里脈沖當(dāng)量為25step。

24、</p><p>　　2.3繪制總體方案圖</p><p>　　圖 2-3 總體方案圖</p><p>　　本次設(shè)計的二維數(shù)控精密工作臺由于不對控制部分進(jìn)行設(shè)計，而僅僅對機械部分進(jìn)行設(shè)計，故確定整體設(shè)計方案如圖1.4所示：采用步進(jìn)電機對工作臺進(jìn)行驅(qū)動，經(jīng)聯(lián)軸器后，帶動滾珠絲桿傳動，從而實現(xiàn)二維數(shù)控精密工作臺的縱向（Y軸）、橫向（X軸）進(jìn)給運動。</p>

25、<p>　　3.機械系統(tǒng)的設(shè)計計算</p><p><b>　　3.1滾珠絲桿選擇</b></p><p><b>　　表3-1已知條件</b></p><p><b>　　表3-2已知條件</b></p><p>　　3.1.1滾珠絲桿工作長度計算</p&g

26、t;<p>　　橫向（X軸）絲桿工作長度：</p><p>　　L=145+115+40=300mm</p><p>　　橫向（X軸）絲桿工作載荷：</p><p><b>　　工作臺重量：</b></p><p>　?。ㄆ渲?，選取工作臺材料為灰鑄鐵，密度：,重力加速度?。?lt;/p><p

27、>　　縱向（Y軸）絲桿工作長度：</p><p>　　Ly=145+115+40=300mm</p><p>　　縱向（Y軸）絲桿工作載荷：</p><p>　　橫向（X軸）方向臂重量：</p><p>　　（其中，包括X軸向的滾動導(dǎo)軌、滑塊等的重量）</p><p>　　3.1.2工作臺外形尺寸及重量估算<

28、;/p><p>　　可以設(shè)定工作臺的適用工況為：每天工作8小時，每年300個工作日，可連續(xù)工作6年以上。</p><p>　　查《機械零件設(shè)計手冊》，可選滾道截面形狀為雙圓弧形；滾珠循環(huán)方式為內(nèi)循環(huán)固定式；預(yù)緊方式采用雙螺母墊片式。</p><p>　　絲桿材料：鋼；滾道硬度:。</p><p>　　又根據(jù)設(shè)定工況查手冊可得：</p>

29、<p><b>　　載荷系數(shù)：</b></p><p><b>　　?d=</b></p><p><b>　　安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　?j=</b></p><p>　　表3-3滾珠絲桿的載荷系數(shù)?d和靜安全系數(shù)?j

30、：</p><p><b>　　硬度系數(shù)：</b></p><p><b>　　精度等級：</b></p><p><b>　　表3-4 硬度系數(shù)</b></p><p><b>　　表3-5 精度等級</b></p><p>&l

31、t;b>　　則：</b></p><p>　　其中，選取?d=1.1，,,即選取精度等級為一級。</p><p>　　X向拖板（上拖板）尺寸：</p><p>　　長寬高 </p><p>　　重量：按重量=體積×材料比重估算</p><p><b>　　N&

32、lt;/b></p><p>　　Y向拖板（下拖板）尺寸： </p><p><b>　　重量：約90N。</b></p><p>　　上導(dǎo)軌座（連電機）重量：</p><p>　　夾具及工件重量：約150N 。</p><p>　　X-Y工作臺運動部分的總重量：約287N。<

33、;/p><p><b>　　3.1.3計算載荷</b></p><p>　　可以設(shè)定工作臺的適用工況為：每天工作8小時，每年300個工作日，可連續(xù)工作6年以上。</p><p>　　查《機械零件設(shè)計手冊》，可選滾道截面形狀為雙圓弧形；滾珠循環(huán)方式為內(nèi)循環(huán)固定式；預(yù)緊方式采用雙螺母墊片式。</p><p>　　絲桿材料：鋼；滾

34、道硬度:。</p><p>　　又根據(jù)設(shè)定工況查手冊可得：</p><p><b>　　載荷系數(shù)：</b></p><p><b>　　?d=</b></p><p><b>　　安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　?j=</

35、b></p><p>　　表3-6滾珠絲桿的載荷系數(shù)?d和靜安全系數(shù)?j：</p><p><b>　　硬度系數(shù)：</b></p><p><b>　　精度等級：</b></p><p><b>　　表3-7 精度等級</b></p><p>&l

36、t;b>　　表3-7 硬度系數(shù)</b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　其中，選取?d=1.1，,,即選取精度等級為一級。</p><p><b>　　橫向載荷：</b></p><p><b>　　縱向載荷：</b></p

37、><p>　　3.1.4額定動載荷計算</p><p><b>　　壽命：</b></p><p><b>　　當(dāng)量轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　額定動載荷：</b></p><p><b>　　橫向額定動載荷：</b>&

38、lt;/p><p><b>　　縱向額定動載荷：</b></p><p>　　根據(jù)初定的導(dǎo)程和計算所得的額定動載荷,并依據(jù)選取絲桿過程中選取導(dǎo)程應(yīng)等于，變載時等于或大于的原則，查《機械零件設(shè)計手冊》確定橫向（X軸）和縱向（Y軸）采用相同的滾珠絲桿，并確定其型號為：GDM2004-2.5。 該型滾珠絲桿副的具體參數(shù)如表3-2所示：</p>

39、<p>　　表3-8 FYND-2004-3P4型滾珠絲桿副的具體參數(shù)</p><p>　　3.1.5穩(wěn)定性校核</p><p>　　1）由于一端軸向固定的絲桿在工作時可能會失穩(wěn)，所以再設(shè)計時應(yīng)對其安全系數(shù)S進(jìn)行校核，其值應(yīng)大于絲桿副傳動結(jié)構(gòu)允許安全系數(shù)[S]。</p><p><b>　　滾珠絲桿臨界載荷：</b></p&g

40、t;<p>　　式中，E為滾珠絲桿材料的彈性模量，對于鋼，;l為絲桿工作長度（m），為絲桿危險截面的軸慣性矩（）；為長度系數(shù)。</p><p><b>　　又知，</b></p><p><b>　　取，則有：</b></p><p>　　橫向滾珠絲桿臨界載荷：</p><p>　　縱

41、向滾珠絲桿臨界載荷：</p><p>　　進(jìn)而，有橫向滾珠絲桿安全系數(shù)：</p><p>　　縱向滾珠絲桿安全系數(shù)：</p><p>　　經(jīng)查手冊知，S>[S],兩絲桿均是安全的，不會失穩(wěn)。</p><p>　　2）滾珠絲桿副還受值的限制，查手冊可知通常情況下，要求</p><p>　　所以該滾珠絲桿副工作穩(wěn)定。

42、</p><p>　　3.1.6滾珠絲桿副的剛度計算</p><p>　　滾珠絲桿的剛度由絲桿的拉壓剛度、螺母支承剛度和螺紋滾道接觸剛度R組成。其關(guān)系如下：</p><p>　　絲桿支承為一端固定、一端自由，則絲桿的拉壓剛度：</p><p><b>　　螺母的支承剛度：</b></p><p>

43、　　式A為螺母橫截面，查手冊可算出；為螺母支承面有效滾道間長度，單位為mm。</p><p>　　螺紋滾道接觸剛度R，查《機械零件手冊》表18-33或表18-36可得到。</p><p>　　經(jīng)驗算，可得兩絲桿均滿足剛度要求。</p><p>　　3.2滾動直線導(dǎo)軌選擇</p><p>　　表3-9設(shè)定導(dǎo)軌工作參數(shù)為：</p>

44、<p>　　3.2.1導(dǎo)軌額定壽命計算</p><p><b>　　壽命：</b></p><p><b>　　又由：</b></p><p>　　其中為導(dǎo)軌額定行程長度壽命，單位為Km；為工作單行程長度，單位為m；n為每小時往復(fù)次數(shù)，單位為：次/h。</p><p>　　可得橫向?qū)к夘~定

45、行程長度壽命：</p><p>　　縱向?qū)к夘~定行程長度壽命：</p><p>　　因需要滑座數(shù)目為,即：每根導(dǎo)軌上使用2個滑座，查《機械電子工程專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書》可確定：</p><p><b>　　接觸系數(shù)：</b></p><p><b>　　硬度系數(shù)：</b></p><

46、;p><b>　　溫度系數(shù)：</b></p><p><b>　　負(fù)荷系數(shù)：</b></p><p><b>　　又有：</b></p><p>　　其中，K為壽命系數(shù)，一般取50Km；F為滑座工作載荷N；為額定動載荷N。</p><p>　　3.2.2導(dǎo)軌工作載荷計算&

47、lt;/p><p>　　橫向（X軸）滑座工作載荷：</p><p><b>　　N</b></p><p>　　縱向（Y軸）滑座工作載荷：</p><p>　　進(jìn)而可得橫向（X軸）額定動載荷：</p><p>　　縱向（Y軸）額定動載荷：</p><p>　　查《機械電子工程專

48、業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，可選LY25AL,其額定載荷為1740N，可滿足，設(shè)計使用要求。</p><p><b>　　3.3聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　設(shè)定工作臺進(jìn)給抗力：</p><p>　　工作臺最大移動速度:</p><p>　　3.3.1聯(lián)軸器傳遞功率確定</p><p>　　表

49、3-10機械傳動效率概略值（供參考）</p><p>　　初選傳動效率為=0.98。</p><p><b>　　由式：</b></p><p>　　傳遞功率=工作臺進(jìn)給抗力工作臺移動速度傳動鏈效率</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　3.3.2聯(lián)軸

50、器的選定</p><p>　　查手冊確定聯(lián)軸器的載荷系數(shù)為：</p><p><b>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　由于聯(lián)軸器的工稱轉(zhuǎn)矩，經(jīng)查《機械零件設(shè)計手冊》可選聯(lián)軸器的型號為剛性凸緣聯(lián)軸器YL1型，其具體參數(shù)如表3-10所示。</p><p>　　表3-11YL1型剛性凸緣聯(lián)軸器</p&

51、gt;<p><b>　　3.4軸承選擇</b></p><p>　　根據(jù)滾珠絲桿的額定動載荷和額定靜載荷以及絲桿和軸承所承受的最大載荷，查《機械零件設(shè)計手冊》，以確定所選軸承的型號。</p><p>　　表3-12各類滾動軸承性能和價格比較</p><p>　　由表4-8可以看出采用深溝球軸承比較經(jīng)濟，并且由于滾動絲桿既要承受徑

52、向載荷，又要承受軸向載荷，則進(jìn)一步查手冊可以得到滾動軸承SN6204型大概可滿足要求，經(jīng)校核，該型軸承滿足設(shè)計載荷的需求。其具體參數(shù)如表4-9所示。</p><p>　　表3-13 深溝球軸承參數(shù)</p><p>　　3.5步進(jìn)電機的計算與選型</p><p>　?、?、步進(jìn)電機的步距角</p><p>　　取系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，初選步進(jìn)電機步距角

53、。</p><p>　?、啤⒉竭M(jìn)電機啟動力矩的計算</p><p>　　設(shè)步進(jìn)電機等效負(fù)載力矩為T，負(fù)載力為P，根據(jù)能量守恒原理，電機所做的功與負(fù)載力做功有如下關(guān)系</p><p>　　式中： ——電機轉(zhuǎn)角； ——移動部件的相應(yīng)位移； ——機械傳動效率。</p><p>　　若取 ，則，且，所以</p><p>　　式

54、中： ——移動部件負(fù)載（N）；G——移動部件重量（N）； ——與重量方向一致的作用在移動部件上的負(fù)載力（N）； ——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；——步進(jìn)電機步距角，（rad）；T——電機軸負(fù)載力矩（）</p><p>　　本例中，?。ù慊痄摑L珠導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)），，為絲杠牽引力，?？紤]到重力影響，Y向電機負(fù)載較大，因此取，所以</p><p>　　若不考慮啟動時運動部件慣性的影響，則啟動力矩</p&

55、gt;<p>　　取安全系數(shù)為0.3，則 </p><p>　　對于工作方式為三相六拍的三相步進(jìn)電機</p><p>　?、?、步進(jìn)電機的最高工作頻率</p><p>　　查表選用兩個45BF005-Ⅱ型步進(jìn)電機。電機的有關(guān)參數(shù)見表3-14。</p><p>　　表3-14 110BF5-1.5 步進(jìn)電機參數(shù)</

56、p><p>　　3.6系統(tǒng)整體性能計算</p><p>　　3.6.1步進(jìn)電機軸上總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算</p><p>　　橫向（X軸）滾珠絲桿轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>　　縱向（Y軸）滾珠絲桿轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量：</b></p><p&g

57、t;　　將各轉(zhuǎn)動慣量及工作臺的質(zhì)量這算到步進(jìn)電機機軸上，得總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>　　橫向總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>　　縱向總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>　　3.6.2系統(tǒng)剛度計算</p><p>　　先對橫向絲桿進(jìn)行分析：</p><p><b>　　絲桿最大拉壓剛度;&l

58、t;/b></p><p><b>　　絲桿最下拉壓剛度：</b></p><p>　　假定絲桿軸向支承軸承經(jīng)過預(yù)緊并忽略軸承座和螺母座剛度的影響，求得絲桿螺母機構(gòu)的綜合拉壓剛度。</p><p>　　進(jìn)而可得死干的最低扭轉(zhuǎn)剛度為：</p><p>　　采用同樣方法可以對縱向絲桿進(jìn)行分析。</p>&

59、lt;p>　　3.6.3系統(tǒng)固有頻率計算</p><p><b>　　橫向滾珠絲桿質(zhì)量：</b></p><p><b>　　縱向滾珠絲桿質(zhì)量：</b></p><p><b>　　進(jìn)而：</b></p><p>　　則絲桿和工作臺振動系統(tǒng)的最低固有頻率為：</p&

60、gt;<p>　　較高，說明該系統(tǒng)的動態(tài)特性很好。</p><p>　　3.6.4系統(tǒng)死區(qū)誤差計算</p><p>　　假設(shè)聯(lián)軸器和絲桿螺母機構(gòu)采用了消隙和預(yù)緊措施，則由摩擦力引起的最大反向死區(qū)誤差為：</p><p>　　小于脈沖當(dāng)量，因此，系統(tǒng)滿足單脈沖進(jìn)給，符合設(shè)計要求。</p><p>　　3.6.5由系統(tǒng)剛度變化引起的

61、定位誤差計算</p><p>　　由絲桿螺母機構(gòu)綜合拉壓剛度的變化引起的最大定位誤差為：</p><p>　　由系統(tǒng)要求的重復(fù)定位精度為,定位精度為0.025mm，可知，允許的定位誤差為，而，故可以確定系統(tǒng)剛度滿足定位要求，符合設(shè)計要求2.7二維數(shù)控精密工作臺的誤差來源與分析</p><p><b>　　4.零件圖</b></p>

62、<p><b>　　4. 1滾珠絲杠</b></p><p>　　圖4-1 滾珠絲杠副的參數(shù)</p><p><b>　　4.2導(dǎo)軌</b></p><p>　　圖4-2 零件導(dǎo)軌</p><p>　　圖4-3 滾珠絲桿</p><p><b>

63、　　5.總 結(jié)</b></p><p>　　作為一名測控技術(shù)與儀器大三的學(xué)生，能做這樣的課程設(shè)計我覺得十分有意義。而且課程設(shè)計也是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著實我們邁向社會從事職業(yè)工作前一個必不可少的原理知識應(yīng)用訓(xùn)煉。通過這次課程設(shè)計，讓我知道今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基本理論基礎(chǔ)。  我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論

64、，如何去面對現(xiàn)實中的各種儀器設(shè)計？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設(shè)計的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機械設(shè)計書是十分必要的，同時也是必不可少的。</p><p>　　作為一名專業(yè)學(xué)生掌握一門或幾門制圖軟件同樣是必不可少的，本次課程設(shè)計沒有要求用 AUTO CAD和C

65、AXA制圖，因此要想更加有效率的制圖，我們必須基本掌握它，我發(fā)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)效率好高，大二學(xué)CAD時覺得好難就是因為我們沒有把自己放在使用者的角度，單單是為了考試而學(xué)，這樣效率當(dāng)然不會高。邊學(xué)邊用這樣才會提高效率，這是我作本次課程設(shè)計的第一大收獲。  另外，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊學(xué)邊用，時刻鞏固所學(xué)知識，這也是我作本次課程設(shè)計的第二大收獲。由于目前知識水平有限，整個設(shè)計我還算可以

66、。</p><p>　　最后，我要感謝我的老師張登攀本老師，課題在選題及進(jìn)行過程中得到張登攀老師的悉心指導(dǎo)，是您細(xì)心不倦的指導(dǎo)我們，是您的敬業(yè)精神感動著我，是您的求知嚴(yán)謹(jǐn)啟發(fā)了我，是您的期望鼓勵了我，我感謝老師您今天給我的鼓勵和指導(dǎo)。在設(shè)計過程中，張老師多次幫助我們分析思路，開拓視角，在我們遇到困難的時候給予我們最大的支持和鼓勵。張老師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度，踏實堅韌的工作精神，將使我終生受益。在此，謹(jǐn)向張老師致以誠

67、摯的謝意。</p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 高鐘毓．機電控制工程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2002．</p><p>　　[2] 王維剛. 淺談機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 黑龍江科技信息, 2007,(02)</p><p>　　[3]丁連紅. 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨

68、勢和現(xiàn)狀分析[J]. 中國科技信息, 2007,(12)[4] 張鵬萬,孫劍峰,李占平. 機電一體化中的接口技術(shù)[J]礦業(yè)工程, 2005,(06)</p><p>　　[6] 王寶敏. 談機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 大眾科技, 2006,(05)[7] 劉助柏．知識創(chuàng)新思維方法論[J]．北京：機械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[8] 楊春光. 我國機電一體化技術(shù)的現(xiàn)

69、狀和發(fā)展趨勢[J]. 科技促進(jìn)發(fā)展, 2007,(03)</p><p>　　[9] 張毅剛.單片機原理與應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2003.</p><p>　　[10] 傅曉林，《機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書》</p><p>　　[11] 張建民，唐水源，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M]，高等教育出版社，2005，北京</p><p>