2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  電子精密機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</p><p>  一維伺服移動(dòng)工作臺(tái)設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p>  學(xué)校名稱: 上海大學(xué)</p><p>  學(xué)院專業(yè): 機(jī)自學(xué)院精密機(jī)械系</p><p><b>  設(shè)計(jì)隊(duì)員:</b></p><p>  指導(dǎo)老師:

2、

3、 </p><p><b>  二〇〇一一年十二月</b></p><p><b>  目錄</b></p><p><b>  課程設(shè)計(jì)概述2</b></p><p><b>  課程設(shè)計(jì)任務(wù)3</b></p>&

4、lt;p>  1.設(shè)計(jì)任務(wù)介紹:3</p><p><b>  2.設(shè)計(jì)參數(shù)3</b></p><p>  3.設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介4</p><p><b>  課程設(shè)計(jì)4</b></p><p>  1一維工作臺(tái)整體結(jié)構(gòu)4</p><p><b>  2

5、.各部分選型5</b></p><p>  1)電機(jī)的選型5</p><p>  2)滾珠絲桿的選型7</p><p>  3)支撐單元選擇17</p><p>  4)聯(lián)軸器選擇18</p><p>  5)轉(zhuǎn)矩探討18</p><p>  6)電機(jī)的校核

6、21</p><p>  7)聯(lián)軸器校核21</p><p>  8)導(dǎo)軌的選型22</p><p>  9)軸承的校核23</p><p>  10)系統(tǒng)精度計(jì)算26</p><p>  11)系統(tǒng)諧振頻率計(jì)算28</p><p>  12)光柵的選型28</p&

7、gt;<p><b>  附錄29</b></p><p><b>  課程設(shè)計(jì)概述</b></p><p>  本次專業(yè)課程設(shè)計(jì)要求我們掌握電子精密機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)知識(shí),并能獨(dú)立運(yùn)營(yíng)電子精密機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論、基本方法、進(jìn)行有關(guān)電子精密機(jī)械方面的設(shè)計(jì)。通過本次專業(yè)課程設(shè)計(jì)使我們熟悉機(jī)械系統(tǒng)的方案論證過程,包括取得方式比較、傳動(dòng)

8、形式的確定等;學(xué)會(huì)采用AUTOCAD進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì),達(dá)到較熟悉程度;利用學(xué)過的基礎(chǔ)理論,在設(shè)計(jì)實(shí)踐中進(jìn)行載荷的分析計(jì)算、電機(jī)的選擇、傳感器的選擇、傳動(dòng)鏈的分析計(jì)算、傳動(dòng)系統(tǒng)的精度、諧振分析;綜合運(yùn)用有關(guān)課程如機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測(cè)量、熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理傳感器技術(shù)等所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決工程實(shí)際問題。從而培養(yǎng)我們的自學(xué)能力、獨(dú)立工作能力、協(xié)作精神和創(chuàng)新精神,為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。</p><p><b&g

9、t;  課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>  1.設(shè)計(jì)任務(wù)介紹:</b></p><p>  為完成一維伺服移動(dòng)工作臺(tái)的設(shè)計(jì),需設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)包括:伺服電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、滾珠絲杠副、直線導(dǎo)軌、光柵傳感器等。</p><p><b>  2.設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>

10、;  工作臺(tái)的承重載荷;</p><p><b>  工作臺(tái)的軸向載荷;</b></p><p>  工作臺(tái)的最大移動(dòng)速度;</p><p><b>  工作臺(tái)的有效行程;</b></p><p><b>  加減速時(shí)間常數(shù);</b></p><p

11、>  重力加速度g取9.8N/kg</p><p><b>  3.設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介</b></p><p><b>  一維工作臺(tái)整體結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>  電機(jī)的選型</b></p><p><b>  滾珠絲桿的選型</b><

12、;/p><p><b>  支撐單元選擇</b></p><p><b>  聯(lián)軸器選擇</b></p><p><b>  轉(zhuǎn)矩探討</b></p><p><b>  電機(jī)的校核</b></p><p><b>  聯(lián)軸器

13、校核</b></p><p><b>  導(dǎo)軌的選型</b></p><p><b>  軸承的校核</b></p><p><b>  系統(tǒng)精度計(jì)算</b></p><p><b>  系統(tǒng)諧振頻率計(jì)算</b></p><

14、p><b>  光柵的選型</b></p><p><b>  課程設(shè)計(jì)</b></p><p>  1一維工作臺(tái)整體結(jié)構(gòu)</p><p>  考慮到工件重量(300N),工作臺(tái)軸向載荷(60N)J均很小,初選不考慮減速器。</p><p>  1.本系統(tǒng)的工作臺(tái)尺寸為:長(zhǎng)寬高=400mm20

15、0mm 20mm;</p><p>  綜合加工性和價(jià)格因素,選定工作臺(tái)材料為鑄鐵:</p><p><b>  密度。</b></p><p><b>  工作臺(tái)質(zhì)量</b></p><p>  按照一般經(jīng)驗(yàn),暫定導(dǎo)向形式為雙導(dǎo)軌-4滑塊</p><p>  根據(jù)MISUM

16、I導(dǎo)軌副手冊(cè)歸納,取每個(gè)滑塊質(zhì)量為</p><p><b>  2.各部分選型</b></p><p><b>  電機(jī)的選型</b></p><p>  假定電機(jī)與工作臺(tái)之間無(wú)滑動(dòng)</p><p>  將工件,工作臺(tái),4個(gè)滑塊視為整體來(lái)</p><p>  因此,整體質(zhì)量

17、 (---工件質(zhì)量)</p><p><b>  受力分析:</b></p><p><b>  摩擦力</b></p><p><b>  滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)</b></p><p><b>  慣性力</b></p><p>

18、  滾珠絲桿需提供的最大軸向力</p><p>  滾珠絲桿需提供的最大功率 </p><p>  效率:取 </p><p><b>  安全系數(shù)</b></p><p><b>  電機(jī)所需功率</b></p><p>  選擇電機(jī)MSMDO12G

19、1 (AC200V用)</p><p><b>  電機(jī)參數(shù): </b></p><p>  轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (有制動(dòng)器)</p><p>  推薦負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比:30倍以下</p><p><b>  滾珠絲桿的選型</b></p><p><b>  工作條

20、件—</b></p><p><b>  運(yùn)動(dòng)方向:水平</b></p><p><b>  運(yùn)送質(zhì)量:</b></p><p>  工作臺(tái)導(dǎo)向方法:滾動(dòng)</p><p>  導(dǎo)向面摩擦系數(shù):~0.005 取μ=0.005</p><p><b>  

21、導(dǎo)向面摩擦阻力:</b></p><p><b>  軸向外部載荷:</b></p><p><b>  希望壽命(轉(zhuǎn)數(shù)):</b></p><p><b>  行程長(zhǎng)度:</b></p><p><b>  操作速度:</b></p&g

22、t;<p><b>  加減速時(shí)間:</b></p><p><b>  等速時(shí)間:</b></p><p><b>  加速度:</b></p><p><b>  加速距離:</b></p><p><b>  等速距離:<

23、;/b></p><p><b>  減速距離:</b></p><p><b>  每分鐘往返次數(shù):</b></p><p><b>  導(dǎo)程精度—-</b></p><p>  任務(wù)未規(guī)定定位精度,導(dǎo)程精度按【一般機(jī)械】選擇高精度C3, </p><

24、;p><b>  暫定軸長(zhǎng)---</b></p><p>  假定螺母全長(zhǎng)100mm, 絲杠軸末端長(zhǎng)度100mm, 行程600mm</p><p>  絲杠軸長(zhǎng)假定為800mm</p><p><b>  導(dǎo)程——</b></p><p> ?。o(wú)減速器 i=1)</p>&

25、lt;p>  絲杠導(dǎo)程應(yīng)大于或等于4mm</p><p>  考慮到負(fù)載不大,為了使最終精度較高,選取</p><p>  與導(dǎo)程4mm組合的標(biāo)準(zhǔn)絲杠外軸有: 庫(kù)存品:、</p><p><b>  半標(biāo)準(zhǔn)品:、、、</b></p><p>  C3精度下,各外軸對(duì)應(yīng)最大制造長(zhǎng)度為:</p>&l

26、t;p>  之前假定絲杠軸長(zhǎng)800mm,由此排除外徑</p><p>  圖2-5 滾珠絲杠的最大制造長(zhǎng)度</p><p>  許用軸向負(fù)載分析——</p><p>  由于絲杠較長(zhǎng)(800mm),中速(0.2m/s),傳動(dòng)精度高</p><p>  所以選用固定—支撐安裝方式(《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)》P35)</p>&l

27、t;p>  為提高剛度,選予壓型絲杠</p><p>  在、、、、這些外徑中,最小,以計(jì)算軸向載荷,若能承受,則其他也能承受。</p><p><b>  搓曲載荷——</b></p><p>  的絲杠,溝槽谷徑(螺徑小徑)</p><p>  圖2-7 絲杠的有關(guān)參數(shù)</p><p>

28、<b>  故:</b></p><p><b>  其中:</b></p><p><b>  許用拉壓負(fù)載——</b></p><p>  由以上計(jì)算知:、、、、的絲杠軸均滿足軸向負(fù)載要求</p><p><b>  許用轉(zhuǎn)速——</b></p

29、><p><b>  危險(xiǎn)速度——</b></p><p>  若能滿足,其它也能滿足。以計(jì)算</p><p><b>  絲杠最高轉(zhuǎn)速 </b></p><p>  DN值決定的許用轉(zhuǎn)速——</p><p>  各外軸對(duì)應(yīng)鋼球中心直徑為:</p><p&g

30、t;<b>  、、、、</b></p><p>  由 (D為鋼球中心直徑)</p><p><b>  排除、外徑</b></p><p><b>  型號(hào)選擇——</b></p><p><b>  有、、的型號(hào)及參數(shù)</b></p&

31、gt;<p><b>  容許軸向負(fù)載——</b></p><p>  任務(wù)書未規(guī)定工作情況,保險(xiǎn)起見,認(rèn)為負(fù)載條件有震動(dòng),沖擊</p><p>  按[一般工業(yè)機(jī)械],取</p><p><b>  前面所列型號(hào)中最小</b></p><p><b>  最小</b&

32、gt;</p><p>  所以以上型號(hào)均滿足要求</p><p><b>  工作壽命探討——</b></p><p><b>  軸向平均載荷:</b></p><p><b>  正向:</b></p><p><b>  負(fù)向:<

33、/b></p><p><b>  其中,取</b></p><p>  微速, 取1.2 (表19)</p><p>  前面型號(hào)中最小為3kN,以此計(jì)算:</p><p>  前面的型號(hào)均能滿足一般機(jī)械的壽命要求</p><p>  為確保定位精度,需要絲杠有較好的剛度,外軸選<

34、/p><p>  查《THK》B-650 在標(biāo)準(zhǔn)公稱型號(hào)中,選擇剛度較好,且螺母質(zhì)量較小的DIK2004-6型絲杠</p><p>  下面就DIK2004-6進(jìn)行討論</p><p><b>  支撐單元選擇</b></p><p>  適合的支撐單元有EK15,F(xiàn)K15,BK15,BK17</p><

35、p>  EF15,F(xiàn)F15,BF15,BF17</p><p>  查《THK》B-750~769,根據(jù)THK的推薦,同時(shí)為了減小安裝尺寸,</p><p>  選固定軸為BK15,支撐端BF15</p><p><b>  聯(lián)軸器選擇</b></p><p>  絲杠軸鍵槽端軸段長(zhǎng)20,軸徑為,鍵槽4,深2.5,

36、長(zhǎng)16</p><p>  根據(jù)《Panasonic MINAS A5》P69, </p><p>  電機(jī)MSMD011G,2軸段長(zhǎng)22,軸徑,鍵槽寬3,長(zhǎng)14(由以上兩組尺寸初選聯(lián)軸器)</p><p>  SCXW/SCXWK型聯(lián)軸器適合高,高定徑精度的伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的工況</p><p>  由上面兩組尺寸,考慮只有SCXWKNo.34

37、適合</p><p>  相關(guān)參數(shù):容許扭矩:4.0Nm, 最高轉(zhuǎn)速:10000rpm, 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p><b>  轉(zhuǎn)矩探討</b></p><p>  轉(zhuǎn)矩由三部分計(jì)算:負(fù)載轉(zhuǎn)矩,滾珠絲杠預(yù)壓引起轉(zhuǎn)矩,慣性轉(zhuǎn)矩</p><p><b>  負(fù)載轉(zhuǎn)矩</b></p><

38、;p> ?、?滾珠絲杠預(yù)壓引起轉(zhuǎn)矩</p><p>  ---預(yù)壓載荷,適當(dāng)?shù)念A(yù)壓載荷為最大軸向載荷的,但應(yīng)小于基本額定動(dòng)載荷的10%</p><p><b>  ——導(dǎo)程角,</b></p><p><b>  取變動(dòng)范圍</b></p><p><b>  取最大值</b&

39、gt;</p><p><b>  慣性轉(zhuǎn)矩</b></p><p>  ---絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,查《THK》B-650~651,</p><p><b>  得</b></p><p><b>  角加速度</b></p><p>  其中,為電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量

40、,</p><p><b>  為聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,</b></p><p><b>  ∴加速時(shí): </b></p><p>  等速時(shí): </p><p><b>  減速時(shí): </b></p><p><b&

41、gt;  電機(jī)的校核</b></p><p>  最高使用轉(zhuǎn)速:3000rpm</p><p>  馬達(dá)額定轉(zhuǎn)速:3000rpm</p><p><b>  所需最大轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>  電機(jī)瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩</b></p><p>  有效轉(zhuǎn)矩:

42、電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩</p><p> ?。ǜ鶕?jù)Panasonic MSMDO1G的要求,負(fù)載慣量應(yīng)小于轉(zhuǎn)子慣量的30倍)</p><p><b>  =23.7</b></p><p>  ∴電機(jī)Panasonic MSMD011G1滿足要求</p><p><b>  聯(lián)軸器校核</b></p&g

43、t;<p><b>  由表14-1選</b></p><p><b>  T取</b></p><p>  SCXWK No.34 容許扭矩</p><p><b>  容許最高轉(zhuǎn)速</b></p><p>  ∴聯(lián)軸器SCXWK No.34合格</p&g

44、t;<p><b>  導(dǎo)軌的選型</b></p><p> ?。?)預(yù)期額定動(dòng)載荷、靜載荷計(jì)算</p><p><b>  為靜態(tài)安全系數(shù),取</b></p><p>  為每個(gè)滑塊承受重量,</p><p>  由于兩滑塊裝在一個(gè)導(dǎo)軌上,=0.81</p><p

45、>  fc:接觸系數(shù),見下表,因?yàn)槊扛鶎?dǎo)軌上安裝兩個(gè)滑座,取fc=0.81。</p><p>  (2) 導(dǎo)軌長(zhǎng)度計(jì)算</p><p>  導(dǎo)軌長(zhǎng)有效行程+工作臺(tái)長(zhǎng)度+余量=600+200+50mm=850mm</p><p><b> ?。?)選擇導(dǎo)軌型號(hào)</b></p><p>  根據(jù)以上求得的預(yù)期額定動(dòng)負(fù)載

46、計(jì)算、預(yù)期額定靜負(fù)載計(jì)算和導(dǎo)軌長(zhǎng)查Misumi官方資料,選定導(dǎo)軌為型號(hào)為SSV2RL-850,H=24,L=850。</p><p><b>  軸承的校核</b></p><p>  選型 7002HTDF(左)GMP6 6004zz(右)</p><p>  軸承預(yù)期壽命:15000h(機(jī)械設(shè)計(jì)P318)</p>

47、<p>  其中,m為螺母質(zhì)量(THK253)</p><p><b>  左極限:</b></p><p>  對(duì)于6004ZZ,徑向載荷</p><p><b>  軸向載荷</b></p><p> ?。ǔ醪剑?式13-8a</p><p><

48、b>  按表13-6,</b></p><p>  按表13-5,X=0.56</p><p><b>  ∴</b></p><p>  軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷:</p><p><b>  右極限:</b></p><p>  對(duì)于6004ZZ,徑向載

49、荷</p><p><b>  軸向載荷</b></p><p>  ∴X取0.56,Y取1.99</p><p>  ∴6004ZZ作為支撐端軸承合適</p><p>  對(duì)于7002HTDF</p><p><b>  GMP5</b></p><p&

50、gt;<b>  左極限:</b></p><p><b>  取</b></p><p><b>  右極限:</b></p><p>  ∴7002HTDF作為固定端軸承合適</p><p><b>  GMP5</b></p><

51、p><b>  系統(tǒng)精度計(jì)算</b></p><p> ?、佥S向剛性對(duì)精度的影響:</p><p>  滾珠絲杠的拉壓剛度:</p><p><b>  其中,</b></p><p>  軸向間隙,單向不考慮</p><p>  導(dǎo)程精度C3,查表12μm</p

52、><p>  溫度影響:加冷卻,不考慮</p><p><b>  故,</b></p><p><b>  系統(tǒng)諧振頻率計(jì)算</b></p><p> ?、匐姍C(jī):n=3000rpm, P=100w, </p><p><b> ?、跐L珠絲杠:</b>&

53、lt;/p><p><b>  工作臺(tái):</b></p><p>  最大進(jìn)給速度v=12mpm,導(dǎo)軌摩擦系數(shù)μ=0.005</p><p><b>  光柵的選型</b></p><p>  根據(jù)測(cè)量精度的準(zhǔn)確性要求,我們選擇了HEIDENHAIN公司的LC483光柵傳感器。</p>&

54、lt;p>  其中,我們選擇的光柵的長(zhǎng)度為620mm,測(cè)量精度為±。</p><p><b>  附錄:</b></p><p><b>  參考書目</b></p><p>  【1】. 《PanasonicMINAS A5》手冊(cè)</p><p>  【2】. 【3】.【4】張建民

55、,等.【機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)】.2版.</p><p>  北京:高等教育出版社,2001</p><p>  【5】.【6】 THK技術(shù)手冊(cè),滾珠絲杠</p><p>  【7】. MISUMI公司技術(shù)手冊(cè)</p><p>  【8】濮良貴等.機(jī)械設(shè)計(jì).8版.北京:高等教育出版社,2006</p><p>  【9】.

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