買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 課程設(shè)計(jì)  設(shè)計(jì)題目：  直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 水平導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)位移檢測(cè)（承重 30 設(shè)  計(jì)  者：                                               班     級(jí)：                                                     學(xué)     號(hào)：                                                   指導(dǎo)教師：                                                    買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目  錄  一、設(shè)計(jì)任務(wù)書  . 1 . 1 計(jì)題目及內(nèi)容  . 1 計(jì)報(bào)告的要求  . 1 計(jì)步驟  . 1 二、設(shè)計(jì)總體方案介紹  . 2 統(tǒng)設(shè)計(jì)  . 2 統(tǒng)工作原理  . 2 計(jì)系統(tǒng)參數(shù)  . 2 三、機(jī)械 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)  . 2 作臺(tái)設(shè)計(jì)  . 2 軌設(shè)計(jì)  . 3 . 3 動(dòng)導(dǎo)軌的主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算與校核  . 3 杠設(shè)計(jì)  . 5 定絲杠副的導(dǎo)程  . 5 定額定靜載荷  . 5 定預(yù)期額定動(dòng)載荷  . 6 定滾珠絲杠副的軸徑  . 7 定滾珠絲杠副的規(guī)格代號(hào)  . 9 旋絲杠副材料的選取  . 9 定預(yù)緊力  . 9 定滾珠絲杠副的主要尺寸  . 9 珠絲杠的主要尺寸  . 9 珠螺母的主要尺寸  . 10 道法向截形圖  . 10 珠螺母安裝與連接尺寸  . 10 . 11 向彈性接觸變形量計(jì)算  . 11 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 杠強(qiáng)度的計(jì)算  . 11 定性的計(jì)算  . 11 界轉(zhuǎn)速的計(jì)算  . 12 核結(jié)果  . 12 核選取  . 12 核軸承  . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。  算當(dāng)量動(dòng)載荷 P . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。  定性的計(jì)算  . 13 動(dòng)力矩的計(jì)算  . 13 機(jī)的選擇  . 14 速器的選擇  . 14 軸器的設(shè)計(jì)  . 14 四、  硬件電路設(shè)計(jì)  . 15 機(jī)驅(qū)動(dòng)電路  . 15 量電路設(shè)計(jì)  . 16 理  . 16 . 17 . 17 示電路  . 18 五、軟件程序設(shè)計(jì)  . 18 流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序  . 18 位移速度測(cè)量程序  . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。  六、課程小結(jié)  . 23 七、參考文獻(xiàn)  . 2 錯(cuò)誤 !未定義書簽。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 一、  設(shè)計(jì)任務(wù)書  計(jì)的目的  1.  培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行機(jī)電控制系統(tǒng) (產(chǎn)品 )的初步設(shè)計(jì)工作，并結(jié)合設(shè)計(jì)或試 驗(yàn)研究課題進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大知識(shí)領(lǐng)域。  2. 培養(yǎng)學(xué)生搜集、閱讀和綜合分析參考資料，運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn)和工具書籍以及編寫技術(shù)文件的能力，提高計(jì)算、繪圖等基本技能。  計(jì)題目及內(nèi)容  本次課程設(shè)計(jì)的題目：直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 水平導(dǎo)軌 運(yùn)動(dòng)位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)（承重30。設(shè)計(jì)的 內(nèi)容主要 為： 單片機(jī)組成的小型檢測(cè)或控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要包括機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（機(jī)械裝配圖）、硬件電路設(shè)計(jì)（電路原理圖）、軟件程序設(shè)計(jì)。  計(jì)報(bào)告的要求  1. 提供完整的機(jī)械裝配圖（不小于  零件的裝配關(guān)系、零件的形狀要表示，裝配尺寸標(biāo)注。  2. 電原理圖（不小于  包括傳感器信號(hào)檢測(cè)放大、單片機(jī)信號(hào)采集處理、信號(hào)的輸出（顯示輸出及控制信號(hào)輸出，如電機(jī)的驅(qū)動(dòng)等）  3. 軟件程序；  4. 并要提供文字報(bào)告（不少于  3 千字），主要內(nèi)容應(yīng)包括設(shè)計(jì)的目的、設(shè)計(jì)的基本思想、有關(guān)的計(jì)算、程序及說(shuō)明等。  計(jì)步驟  1. 對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行分析，確定總體設(shè)計(jì)方案；  2. 根據(jù)要求，對(duì)工作臺(tái)和導(dǎo)軌進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算與選擇；  3. 對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 4. 選擇電動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸器；  5. 繪制裝配圖與零件圖；  6. 選擇傳感器；  7. 硬件選擇與電路設(shè)計(jì)并繪制電路原理圖；  8. 程序設(shè)計(jì)；  9. 檢查并編寫說(shuō)明書。  二、  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 設(shè)計(jì)總體方案介紹  統(tǒng)設(shè)計(jì)  系統(tǒng)框圖的設(shè)計(jì)方案如下圖  統(tǒng)工作原理  本系統(tǒng)由單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)螺旋絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)沿導(dǎo)軌水平移動(dòng)；光柵傳感器檢測(cè)到工作臺(tái)的位移信號(hào)并將信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，在傳感器與單片機(jī)之間，由信號(hào)處理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整流、濾波、細(xì)分和辨向等處理；最后經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部程序處理后由顯示裝置顯示位移與速度值；另外，控制開關(guān)可以通過(guò)單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。  三、  機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)  作臺(tái)設(shè)計(jì)  由已知條件得系統(tǒng)承重 30為一 維工作臺(tái)，故選擇應(yīng)用為數(shù)控機(jī)床，選擇 坐標(biāo)工作臺(tái)。下表為其具體參數(shù)：  型號(hào)  行程  載重量 (N) 精度等 級(jí)  重復(fù)定位精度  定位精 度  運(yùn)行直 線度  臺(tái)面運(yùn)行平行度  00 300  位： 考 標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)，可確定以下參數(shù)：  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 工作行程： 150 工作臺(tái)尺寸： 1501508 軌設(shè)計(jì)  軌選擇  因?yàn)闈L動(dòng)導(dǎo)軌具有以下優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小，運(yùn)動(dòng)輕便靈活；磨損小，能 長(zhǎng)期保持精度；動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差別小，低速時(shí)不易出現(xiàn) "爬行 "現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)。所以本系統(tǒng)選擇滾動(dòng)導(dǎo)軌。  為保證系統(tǒng)做到 導(dǎo)向精度高，剛度大，耐磨性好，精度保持性好，運(yùn)動(dòng)靈活而平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好。初步選擇 2H 型號(hào)直線導(dǎo)軌。該種導(dǎo)軌體積小，質(zhì)量輕，特別適用于小型設(shè)備使用；滑塊，導(dǎo)軌，鋼珠，保持器及其他配件均具有防銹功能；采用哥德型四點(diǎn)接觸設(shè)計(jì)，可承受各方向的負(fù)荷，具備剛性強(qiáng)，精度高等特點(diǎn)；有鋼珠保持器設(shè)計(jì)，在精度允許下具備互換性。  動(dòng)導(dǎo)軌的主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算與校核  1. 先確定運(yùn)動(dòng)件的長(zhǎng)度 L 2作臺(tái)的邊長(zhǎng)為 150作臺(tái)共安裝兩條導(dǎo)軌，每條導(dǎo)軌安裝兩個(gè)滑塊組， 2 150運(yùn)動(dòng)件的長(zhǎng)度  承導(dǎo)件的長(zhǎng)度 L為工作臺(tái)邊長(zhǎng)、工作行程和結(jié)構(gòu)余量之和，即15000060 2. 滾動(dòng)體參數(shù)計(jì)算  在一般情況下，滾珠的直徑 3于本系統(tǒng)機(jī)構(gòu)尺寸較小，承載不大，故選用 d=3 對(duì)于一般承載的滾動(dòng)體，其數(shù)量  中， F 導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)件承受的力；  d 滾珠直徑；  4 作臺(tái)承 載 式中， 承 載m 工作臺(tái)所承載的重量；  工作臺(tái)V 工作臺(tái)的體積；   工作臺(tái)的材料密度；  g 重力加速度，取 g= 289 m/s. ；  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 由于工作臺(tái)質(zhì)量較小，故可以忽略不計(jì)。由此可以計(jì)算得：  F=300N 4=75N； z 5；  由于滾動(dòng)體的尺寸和形狀精度直接影響到導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線性，故對(duì)其應(yīng)提出較高的要求。一般要求直徑的變化均應(yīng)小于 m。本系統(tǒng)為精密工作臺(tái)，定位精度要求為 m，故滾動(dòng)體的尺寸一致性要求為小于 m。  3. 滾動(dòng)體強(qiáng)度計(jì)算  滾動(dòng)導(dǎo)軌的強(qiáng)度計(jì)算主要是滾動(dòng)體與導(dǎo)軌面間受力后的接觸強(qiáng)度，核算每個(gè)滾動(dòng)體所承受的最大壓力a 每個(gè)滾動(dòng)體的許用載荷可由下面公式計(jì)算：    式中， K 假定許用應(yīng)力， 表得 K= 導(dǎo)軌硬度修正系數(shù)，查表得 = d 滾動(dòng)體的直徑，  計(jì)算得最大許用壓力： 1620；最大壓力： M P a.=F 0000750m a x；  故滿足a計(jì)滿足強(qiáng)度要求。  4. 滾動(dòng)導(dǎo)軌的剛度校核  滾動(dòng)導(dǎo)軌的剛度計(jì)算，實(shí)際上就是接觸變形的計(jì)算。  式中， 導(dǎo)軌的變形， m；  2C 滾珠柔度系數(shù)， m/N，查表得 402 .=C ；   一個(gè)滾珠所受的載荷，計(jì)算得 N=；  計(jì)算得導(dǎo)軌的變形： =m。由于變形較小，可以接受，故設(shè)計(jì)滿足剛度要求。  5. 滾珠導(dǎo)軌所需要的外力  滾珠導(dǎo)軌所需的外力可按下式計(jì)算：   kF w c 式中，0F 滾珠與導(dǎo)軌接觸處的預(yù)加載荷，對(duì)于精密機(jī)械一般 0N；   作用在運(yùn)動(dòng)件上的外載荷， N=00；  k 滾動(dòng)摩擦系數(shù)；  d 滾珠直徑，  ；  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 z 滾珠數(shù)目， 30z= ；   ( )， =45 ；   外載荷 ( )， =90 ；  計(jì)算得： 20  即推動(dòng)該導(dǎo)軌至少需要 120 杠設(shè)計(jì)  該系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：  工作行程 100        工作臺(tái)導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)  =動(dòng)負(fù)載質(zhì)量 30      工作臺(tái)及 附件的質(zhì)量 3載質(zhì)量）  定絲杠副的導(dǎo)程  由工作臺(tái)最高移動(dòng)速度動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速動(dòng)比 i 等確定當(dāng)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠副直聯(lián)時(shí)，31i=，求出的整數(shù)。  本課程設(shè)計(jì)中，依照要求，初定絲杠導(dǎo)程    定額定靜載荷  軸向載荷計(jì)算公式：  其中， G 負(fù)載重量 +工作臺(tái)及附件的重量   滑動(dòng)導(dǎo)軌上的滑動(dòng)摩擦系數(shù)（約為 此處取 =G=330  w 66  當(dāng)載荷與轉(zhuǎn)速接近正比變化，各種轉(zhuǎn)速使用機(jī)會(huì)均等時(shí)，可采用下列公式計(jì)算  322 m i nm a xm i nm a x        由于是恒力恒速度，所以有：  當(dāng)量載荷： 6當(dāng)量轉(zhuǎn)速： r/  (自己選取 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 確定預(yù)期額定動(dòng)載荷  按滾珠絲杠副的預(yù)期工作時(shí)間 （h） 0 060 31  式中   當(dāng)量轉(zhuǎn)速（ r/ 預(yù)期工作時(shí)間 (h)見(jiàn)表 3 精度系數(shù)。根據(jù)初定的精度等級(jí)選取，見(jiàn)表 3 可靠性系數(shù)，一般情況下 1，在重要場(chǎng)合 ，要求一組同樣的滾珠絲杠副在同樣的條件下使用壽命超過(guò)希望壽命的 90%以上時(shí)，的選擇見(jiàn)表 3 載荷性質(zhì)系數(shù)，根據(jù)載荷性質(zhì)選擇，見(jiàn)表 3 查相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得下表：  滾珠絲杠副預(yù)期工作壽命  表 3械類型  預(yù)期工作時(shí)間  /h 航空機(jī)械  1000 測(cè)量機(jī)械  15000 精密機(jī)械  20000 數(shù)控機(jī)床  20000 普通機(jī)械  500010000 普通機(jī)床  1000020000 根據(jù)上表 和實(shí)際設(shè)計(jì)裝置的情況取絲杠壽命為數(shù)控機(jī)床的最大壽命值：  0000  表 3度系數(shù)  精度等級(jí)  ,3 ,5  文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 10 據(jù)上表和實(shí)際設(shè)計(jì)裝置的情況，選取精度等級(jí)為 4級(jí)，即 表 3靠性系數(shù)  可靠性（ %）   95 6 7 8 9 據(jù)上表上表和實(shí)際設(shè)計(jì)裝置的情況，選取可靠性為 98%，即 = 3荷性質(zhì)系數(shù)  載荷性質(zhì)  平穩(wěn)）  微沖擊  擊或震動(dòng)  據(jù)上表上表和實(shí)際設(shè)計(jì)裝置的情況，選取 載荷系數(shù) ，解得  NC 598  確定滾珠絲杠副的軸徑  1. 估計(jì)滾珠絲杠的最大允許軸向變形量  機(jī)械裝置中移動(dòng)部件處在不同位置時(shí)系統(tǒng)的剛性 K 是不同的，剛度最小處用表示。當(dāng)滾珠絲杠副軸向 有工作載荷作用時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)便產(chǎn)生彈性變形 ，且從而影響了系統(tǒng)的傳動(dòng)精度，而 系統(tǒng)受影響最大。  空載時(shí)，作用在滾珠絲杠副上的最大軸向力工作載荷是靜摩擦力0F。此時(shí)規(guī)定滾珠絲杠 副允許的最大軸向變形為：  重 復(fù)復(fù) 定位精k F m 4131m i  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 定位精度 m 51412  根據(jù)本設(shè)計(jì)的情況：  重復(fù)定位精度取  定位精度取 計(jì)算得：  001 67  以上兩種方法估算的最小值取做 m 值，即：   m 001250  2. 估算滾珠絲杠副的底徑用于高速回轉(zhuǎn)；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩端軸承均調(diào)整預(yù)緊，絲杠的溫度變形可轉(zhuǎn)化為軸承的預(yù)緊力；適用于對(duì)剛度和位移精度要求高及較長(zhǎng)的絲杠的滾珠絲杠安裝；軸向剛度最大。故選擇兩端固定的方式。  此時(shí)， 600 （為導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)，取   0 03 90  式中   0F 導(dǎo)軌靜摩擦力（ N）  估算的滾珠絲杠最大允許軸向變形量（  E 彈性模量，為 251012 /   兩個(gè)固定支承之間的距離（   程.L  9 46141 0  計(jì)算得出： d m  4660 3 900  確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號(hào)  根據(jù)計(jì)算出 ， 598及傳動(dòng)方式、使用情況，在保證0 ，C 的條件下，選用內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式法蘭，直通雙螺母型墊片預(yù)緊形式，滾珠買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 絲杠副的型號(hào)為 公稱直徑為 14稱導(dǎo)程為 2紋旋向?yàn)橛摇? 螺旋絲杠副材料 的選取  已知絲杠直徑  d 140，移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量  3 ；該絲杠為輕載、低速、精度高的傳動(dòng)，故：  絲杠材料為： 45 號(hào)鋼；      熱處理為：高、中頻加熱 ,表面淬火  螺母材料為： 熱處理為：滲氮、淬火  返向器材料為： 60     熱處理為：高、中頻加熱 ,表面淬火  螺紋滾道的法面截形：?jiǎn)螆A弧  確定預(yù)緊力  本課程設(shè)計(jì)中 采用雙螺母預(yù)緊的方法，把彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以減因滾珠絲杠副選擇的是雙螺母預(yù)緊形式，故需確定預(yù)緊力  2663131  確定滾珠絲杠副的主要尺寸  螺紋滾道的主要尺寸  基本導(dǎo)程 2 公稱直徑 14 接觸角   =45；  螺紋升角    滾珠直徑； .）P.（紋滾道半徑  D.（w  50540；  圓弧偏心距  w 0 4 20s 滾珠絲杠的主要尺寸  絲杠大徑 D. d = 絲杠小徑   m mR=e += 6 絲杠接觸點(diǎn)直徑  5 o ; 絲杠牙頂圓角半徑 ）D. = （ 5 0015010買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 滾珠螺母的主要尺寸  螺母螺紋大徑   m mR= d 2 3 ; 螺母螺紋小徑   m （d.= 3 滾道法向截形圖  滾珠螺母安裝與連接尺寸  安裝尺寸為： 基本導(dǎo)程 2稱直徑 14珠螺母  安裝、連接尺寸   D   L  W  A  H   B  21 23 31 40 26 6 杠副的校核  軸向彈性接觸變形量計(jì)算  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 當(dāng)有預(yù)緊時(shí)：m 3 2 式中       F  軸向載荷； 預(yù)緊力； 滾珠直徑；  Z 工作螺母的滾珠數(shù)目，且有 內(nèi)循環(huán)時(shí)： 3330 41絲 杠強(qiáng)度的計(jì)算  由于滾動(dòng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)的絲杠所傳遞的轉(zhuǎn)矩主要是螺紋的阻力矩，所以得傳遞力矩 ：  驅(qū)動(dòng)力矩 a 式中v 2c   v   2 由第四強(qiáng)度理論可得：  M P m 72502034231221  查手冊(cè)得，螺桿材料（ 45號(hào)鋼）的許用應(yīng)力為屈服極限 55，所以材料的許應(yīng)應(yīng)力 M P 15 ；可知，所以強(qiáng)度校核合格。  穩(wěn)定性的計(jì)算  由于 441  0 264 a ， a 13  所以 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 其中 端固定取   l 螺桿的最大工作長(zhǎng)度，這里取 250 i   螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑；  螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩；  A 危險(xiǎn)截面的面積    所以得 校核合格。  臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算  對(duì)于鋼制絲杠  m  1216 r/l  為了不發(fā)生共振現(xiàn)象，應(yīng)使絲杠的轉(zhuǎn)速滿足下列關(guān)系式：  0其中， 1 系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，由于是兩端固定所以查表取 73041   絲杠的兩支承間的最大距離， 94；  由于 m  6 8 180m  0 0 r/=n.<r/n= 校核結(jié)果  確定選用內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)螺旋副的型號(hào)為 承的選取  選用的軸承為角接觸球軸承，可以同時(shí)承受徑向載荷和單向的軸向載荷，也可以承受單向的純軸向載荷，因?yàn)楣ぷ髌脚_(tái)有往返運(yùn)動(dòng)，故選擇成對(duì)安裝使用。  選用型號(hào)為 7001C 其基本尺寸為 d=12 D=28B=8核軸承  計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 根據(jù)軸端的的直徑，初步在固定端選用角接觸球軸承 7001C，對(duì)其進(jìn)行校核，查表得其基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷 2550N，基本額定動(dòng)載荷 5200N。由于受到的軸向載荷為 66N，所以 ，查表并插值計(jì)算得 e=因受到的徑向載荷比較小 ,所以 。  查表并插值計(jì)算得， X=Y=  計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：    其中，為載荷系數(shù)，無(wú)沖擊或輕微沖擊時(shí)，在這選為  計(jì)算軸承的壽命  由設(shè)計(jì)要求可知，軸的使用壽命要求為 0000，  軸承的壽命計(jì)算為：  000021426 066010 6   于是球軸承，所以 3 ；  軸承的工作溫度不高，所以 1 動(dòng)力矩的計(jì)算  由于軸承的壓力角為 15 ，取軸承的滾動(dòng)摩擦系數(shù)為 ，所以軸承的摩擦力為：  N.8115s  0 5066s  所以軸受到的軸承的摩擦阻力矩的大小為 :   所以驅(qū)動(dòng)力矩為 : 機(jī)的選擇  由上面算得，系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力矩為：    5 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 所以得電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為：   . j a 為直流伺服電機(jī)具有下列優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、啟動(dòng)電壓低、空載電流小；棄接觸式換向系統(tǒng)，大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速高達(dá) 100 000刷伺服電機(jī)在執(zhí)行伺服控制時(shí)，無(wú)須編碼器也可實(shí)現(xiàn)速度、位置、扭矩等的控制；不存在電刷磨損情況，除轉(zhuǎn)速高之外，還具有壽命長(zhǎng)、噪音低、無(wú)電磁干擾等特點(diǎn) 0 0 額定轉(zhuǎn)速： 3000定電壓： 48V；  極     數(shù)： 8；  額定電流：  額定轉(zhuǎn)矩： 500N  速器的選擇  因?yàn)殡姍C(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 3000計(jì)絲杠最大轉(zhuǎn)速為 1000需要選擇減速器。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇伺服行星減速機(jī) 0系列 1級(jí)減速器。以下為其具體參數(shù)。  額定輸出轉(zhuǎn)矩： 7  額定輸入速度： 4500均壽命     ： 20000h 軸器的設(shè)計(jì)  根據(jù)軸徑的大小、轉(zhuǎn)矩的大小，以及系統(tǒng)的工作條件來(lái)選擇連軸 器。  根據(jù)常用聯(lián)軸器的性能、使用條件等綜合比較，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。彈性套柱銷聯(lián)軸器的使用條件：適用于聯(lián)接載荷平穩(wěn)、需正反轉(zhuǎn)或起動(dòng)頻繁的傳遞中小轉(zhuǎn)矩、中小功率傳動(dòng)軸系，工作溫度在 0的場(chǎng)合。  彈性套柱銷聯(lián)軸器的優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，裝配方便，不用潤(rùn)滑。具有一定的補(bǔ)償兩軸線相對(duì)偏移和減振、緩沖性能。但彈性套易摩損，壽命較短。  根據(jù)載荷條件，以及軸徑，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 4323 2002，選擇 彈性套柱銷聯(lián)軸器：  4323動(dòng)軸端： 徑為 10 長(zhǎng)度為 L=25動(dòng)軸端： 徑為 ,長(zhǎng)度為 L=17 四、  硬件電路設(shè)計(jì)  機(jī)驅(qū)動(dòng)電路  為了方便控制與調(diào)速，本系統(tǒng)采用直流伺服電機(jī)。由單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 動(dòng)直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。  利用 沖寬度調(diào)制 )可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。脈沖寬度調(diào)制主要是改變脈沖信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。當(dāng)增加脈沖的占空比，伺服直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加；反之，其速度降低。所以通過(guò)控制脈沖的占空比可以控制伺服直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。  由上流程圖可知，系統(tǒng)先檢測(cè)開關(guān) 3（正反轉(zhuǎn)開關(guān)）的信號(hào)。如果是 0信號(hào)（開的狀態(tài)），則發(fā) 出正轉(zhuǎn)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，反之電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。  檢測(cè)完開關(guān) 3，接下來(lái)檢測(cè)開關(guān) 1（加速開關(guān)），若信號(hào)為 1（關(guān)的狀態(tài)），發(fā)出加速的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)加速，若信號(hào)為 0（開的狀態(tài)），速度保持不變。再檢測(cè)開關(guān) 2（減速開關(guān)），若信號(hào)為 1（關(guān)的狀態(tài)），發(fā)出減速的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)減速，若信號(hào)為 0（開的狀態(tài)），速度保持不變。系統(tǒng)一直對(duì)三個(gè)開關(guān)信號(hào)循環(huán)檢測(cè)，循環(huán)的執(zhí)行程序。  量電路設(shè)計(jì)  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 本設(shè)計(jì)選用光柵傳感器作為計(jì)量元件，它具有原理簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、測(cè)量范圍大、易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示和自動(dòng)化測(cè)量等特點(diǎn)。  光柵傳感器由光源、透鏡、光柵副（主 光柵和指示光柵）和光電接收元件組成。  光柵傳感器測(cè)量原理  光柵傳感器主要由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭構(gòu)成。其中光柵讀數(shù)頭由 源、透鏡、指示光柵、光敏元件和驅(qū)動(dòng)線路組成由于兩塊疊放在一起的光柵的相對(duì)移動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生與之同步移動(dòng)的莫爾條紋信號(hào)。光柵測(cè)量就是利用光柵迭合時(shí)所形成的莫爾條紋及其變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。光柵盤上黑白刻線的相對(duì)移動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生光強(qiáng)度周期性的變化，此光信號(hào)經(jīng)光電池轉(zhuǎn)換成為周期性的電信號(hào)，對(duì)此電信號(hào)進(jìn)行一系列處理，即可獲得光柵相對(duì)移動(dòng)的位移量。  測(cè)量的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)  本設(shè)計(jì)的硬件電路主要由單片機(jī) 89數(shù)器、細(xì)分與辨向電路、顯示電路和光柵位移傳感器組成。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 實(shí)驗(yàn)中，光柵傳感器由導(dǎo)軌系統(tǒng)承載驅(qū)動(dòng)。測(cè)量時(shí)，光柵傳感器輸出相位依次相差 90的 4 路正弦波信號(hào)，它們通過(guò)硬件電路進(jìn)行濾波整形、細(xì)分，然后經(jīng)過(guò)辨向和計(jì)數(shù)，由硬件電路將反映位移的計(jì)數(shù)值暫時(shí)存放在緩存器中，等待微處理器進(jìn)行采集。微處理器經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)總線采集緩存器中的計(jì)數(shù)值并送入內(nèi)存，進(jìn)行計(jì)算和處理，然后位移數(shù)據(jù)送 示器進(jìn)行顯示。  細(xì)分辨向電路  單個(gè)光電元件接收一固定點(diǎn)的莫爾條紋信 號(hào)，只能判別明暗的變化而不能辨別莫爾條紋的移動(dòng)方向，因而就不能判別運(yùn)動(dòng)零件的運(yùn)動(dòng)方向，以致不能正確測(cè)量位移。采用辨向技術(shù)后，在相距的位置上設(shè)置兩個(gè)光電元件 1 和 2，以得到兩個(gè)相位互差 90的正弦信號(hào)。 正向移動(dòng)時(shí)脈沖數(shù)累加，反向移動(dòng)時(shí)，便從累加的脈沖數(shù)中減去反向移動(dòng)所得到的脈沖數(shù)，這樣光柵傳感器就可辨向。  辨向原理圖  采用細(xì)分技術(shù)，使光柵每移動(dòng)一個(gè)柵距時(shí)輸出均勻分布的 n 個(gè)脈沖，從而得到比柵距更小的分度值，是分辨率提高到 W/n。  細(xì)分辨向電路圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 顯示電路  本系統(tǒng)的顯示部分采用數(shù)碼管 顯示，共用 8 個(gè) 碼管，其中 5 個(gè)用來(lái)顯示位移值， 3 個(gè)用來(lái)顯示速度值，段選由單片機(jī)的 出，位選由單片機(jī)的 出。 集接口， 機(jī)的控制。  五、軟件程序設(shè)計(jì)  直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序                            ；加速鍵                            ；減速鍵                            ；正反 鍵                           ；速度控制信號(hào)                            ；正反控制信號(hào)        30H                     ；調(diào)寬值，定時(shí)器所賦值        31H    0000H   文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20    000                       ；中斷 1控制周期       001                       ；中斷 3控制脈寬       0030H    00H 011H              ；兩個(gè)定時(shí)器都工作在方式 1 00H               ； 時(shí)  00H              ；脈寬  A                    ； 許中斷                   ；允許定時(shí)器                  ；允許定時(shí)器                  ；定時(shí)器                ；高電平逆時(shí)針轉(zhuǎn)，低電平順時(shí)針轉(zhuǎn)                    ；針轉(zhuǎn)   F              ； 下加速  A,A,#1                   ；調(diào)寬值低 4位加 1  A,#0                   ；調(diào)寬值高 4位加 1  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21                ；最大值時(shí)  0                ； 下減速   A,C ,#1                   ；調(diào)寬值低 4位減 1  A,#0                   ；調(diào)寬值高 4位減 1  00H              ；最小值時(shí)      00H 00H              ；賦調(diào)寬值       10H      1 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 光柵位移速度測(cè)量程序  ,  0H, A             ； 0H ,  1H, A             ； 1H，計(jì)數(shù)器數(shù)值存入數(shù)值空間  2H,#         ；碼尺分辨率為 , 30H       ；判斷存入的定時(shí)器值是否為負(fù)數(shù)；                     ；是，需要將其轉(zhuǎn)為正數(shù)  0H,A ,31H  1H,A ；雙字節(jié)除以單字節(jié)  改用雙字節(jié)移位減去單字節(jié)進(jìn)行計(jì)算  0 #08H            ；共八個(gè)字節(jié)  3H,30H            ；被除數(shù)放在 33H,34H 4H,31H                   ；   A,34H              A 4H,A  A,33H  A                ；所有被減數(shù)向左移一位  5H,C              ；將 5H  C    A,32H            ；進(jìn)行減法運(yùn)算  05H,           ；若 05，說(shuō)明大于減數(shù)，轉(zhuǎn) 2                 ；若 C=0，說(shuō)明被減數(shù)大于減數(shù)，轉(zhuǎn)  A,32H            ；若 C=1，說(shuō)明被減數(shù)小于減數(shù)，加減數(shù)為余數(shù)  3H,A              ；余數(shù)存入 33H 3  A,34H            ；將商置 1，隨著 34 A,#01H           ；最終商存入 34H 4H,A 3H,A 0，           ； ，不為 0，繼續(xù)循環(huán)             ；調(diào)用位移計(jì)算子程序  1H,34H            ；將位移存入 41H、  1S              ；延遲 1S             ；再次調(diào)用位移計(jì)算子程序  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 2H,34H         &nb