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（全套CAD）步進電動機驅動的伺服轉臺的設計（終稿）

單級減速器所以本傳動系統許蝸輪蝸桿傳動，又需加上齒輪傳動，才能滿足傳動比要求。.回轉工作臺的消隙機構齒輪傳動嚙合存在間隙，可通過偏心環消隙蝸輪蝸桿傳動采用雙導程蝸桿齒輪與蝸桿利用契形拉緊圓柱銷連接。.蝸輪的夾緊裝置通過液壓缸控制實現蝸輪的夾緊，液壓缸攪通壓力控制系統發出指令，活塞壓緊鋼球，撐開夾緊，夾緊蝸輪，工作臺實現定位當液壓缸上腔油流回油箱，蝸輪被松開，工作臺實現回轉運動?？刂葡到y方案論證本系統采用單片機控制，實現步進電動機驅動的伺服轉臺的工作，具有方便的人機接口，可靈活地設置三種不同的脈沖分配方案和其他控制，滿足控制要求。.脈沖分配器接口電路設計脈沖分配器的實現有硬件和軟件兩種方法。采用這些集成電路可以很方便地實現步進電動機的控制。但是，有時為了降低系統的成本，提高分配器功能的靈活性，常采用軟件分配器方法。.功率放大器電路采用單電壓型號步進電動機功率放大器.單片機及其系統擴展單片機是準位嵌入式微機控制器。在系列單片機中，單片機性能價格比較高，并且有使用方便腳雙列直插式封裝等優點，被廣泛用于自動控制與自動測試系統中。.顯示器與小鍵盤的擴展有鍵盤輸入管理與顯示器輸出管理兩部分功能。鍵盤管理部分提供的掃描方式，可以配置個按鍵顯示部分也按掃描方式工作，可以顯示位或位顯示器。機械部分設計.轉臺本體設計轉臺最大直徑。查機床設計手冊.表.,取高度尺寸.型槽寬度,傳動比為型槽的規格為?,取螺栓直徑工作臺高度.選擇電動機步進電動機的運行性能主要由步進電動機的動，靜態特性和通電方式等因素決定。步進電動機的最大靜轉矩表征了步進電動機的靜態特性，因此在選擇步進電動機時，要使步進電動機的最大靜轉矩等于電動機軸上負載轉矩的倍步進電動機的動態特性是由步進電動機的動態轉矩和最大啟動頻率來描述的，為了保證步進電動機能夠輸出所需的動態轉步進,電動機,驅動,伺服,轉臺,設計,畢業設計,全套,圖紙代數控技術的發展日新月異，機床的新結構新技術不斷出現，使機床附件也隨之發展迅速。伺服轉臺在數控機床上的應用越來越多。本次設計的是數控機床上使用的伺服轉臺，通過在原工作臺上安裝數控轉臺，可以實現較高精度的旋轉定位。些難于加工的零件因為有了數控轉臺，從而使加工過程變得簡單。數控回轉工作臺主要應用于銑床等，特別是在加工復雜的空間曲面方面如航空發動機葉片船用螺旋槳等，由于回轉工作臺具有圓周進給運動，易于實現與三坐標的聯動，但需與高性能的數控系統相配套。伺服轉臺的出現，可以替代原有精度不高的機械轉臺，伺服轉臺可以實現高的精度要求，使些難以達到加工要求的零件很輕松的達到要求.此次設計采用的是步進電動機驅動蝸輪蝸桿轉動從而帶動數控轉臺轉動。采用開環系統回轉工作臺，其特點為結構簡單控制方便投資少。采用步進電動機伺服驅動，滿足中等精度的數控機床的控制要求。此設計中的傳動機構主要包括兩部分齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動。齒輪傳動是機械傳動中最主要的類傳動，它由裝在兩軸上的主從動齒輪所組成，通過輪齒間的嚙合傳遞運動和動力。蝸桿傳動由蝸輪和蝸桿組成，用于傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力，通常兩軸交錯角為，該傳動廣泛應用于各種機器和儀器中。本設計的控制部分是由單片機構成的步進電動機通用驅動控制器來控制其運動的。主要由人機接口參考脈沖與脈沖分配器及功率放大等功能塊組成。把機械部分和控制部分結合起來，就可以滿足步進電動機伺服系統的精度要求。關鍵詞數控伺單片機構成的步進電動機通用驅動控制器來控制其運動的。本次設計可以實現的功能有在機床的原工作臺上使用由步進電動機驅動由單片機控制實現三種脈沖分配方式的控制系統有關參數可通過顯示器顯示出來轉臺能夠實現順逆兩個方向的轉動，轉角范圍不定可實現勻速加速控制以及點控制轉臺最高轉速達,定位精度為。通過本次設計，使我更加地了解到當前制造業發展的迅速，同時，可以鞏固在校所學到的知識，給我們以后的工作奠定了堅實的基礎。由于時間倉促和本人的水平有限，設計中的錯誤鍵盤管理部分提供的掃描方式，可以配置個按鍵顯示部分也按掃描方式工作，可以顯示位或位顯示器。圖為步進電動機驅動的伺復轉臺系統的顯示器和小鍵盤擴展電路原理圖。系統具有個按鍵的鍵陣和位數碼顯示。的命令狀態口地址為，數據口地址為。在圖中，鍵盤掃描線通過譯碼器提供，接入鍵盤列線查詢線由反饋輸入線提供，接入鍵盤行線。顯示器由輸出口經驅動器提供段碼，即形成段的段選線位選線采用譯碼器取得，并經驅動。圖單片機最小系統與擴展圖管腳圖.系統控制與軟件編程以單片機為核心的步進電動機驅動的伺服轉臺系統是種開環的步進電動機伺服系統。對于步進電動機的控制，需要解決參考脈沖發生與多相脈沖分配兩個問題。通過對的編程控制，可以實現方便靈活的人機接口。用方法產生參考脈沖序列步進電動機從靜止到勻速運動，需要有加速起動過程同樣，從勻速運動到停止也要有減速過程?？紤]到電動機加速度的限制，步進電動機開環控制經常需要采用加速度分布方式，即步進電動機轉臺的控制包括加速起動勻速轉動減速停止三個階段。用方法生成常加速度分布，條理清晰原理簡單，在計算機上很容易用軟件實現。需要指出的是，由于時鐘信號的頻率就是寄存器做累加的頻率，所以，當時鐘頻率固定時，可以用做加法的次數來代替時間，這在軟件編程時很重要。對于系列單片機系統，公司提供了高級編程語言語言。這是種結構化的高級編程語言，同時又提供面向芯片級的操作語句，特別適合于單片機系統開發。用語言編制的方法生成常加速度分布的程序框圖，如圖所示。其源程序見程序。圖擴展顯示器和小鍵盤接口圖圖方法生成常加速度分布程序框圖程序在制造加工蝸輪的滾刀時，也存在同樣的問題。由于雙導程蝸桿左右齒面的齒距不同，螺旋升角也不同，與它嚙合的蝸輪左右齒面也應同蝸桿相適應，才能保證正確嚙合，因此，加工蝸輪的滾刀也應根據雙導程蝸桿的參數來設計制造。蝸輪蝸桿設計計算選擇材料蝸桿用，表面淬火.蝸輪齒圓選用。金屬模鑄造,滾齒后加載跑合根據中圖初估而選定蝸輪材料選擇精度等級考慮到傳遞的功率不大,速度也不太高,但運動準確性要求較高,所以,由機床設計手冊中表中,選精度為級,側隙為,蝸桿表面粗糙度為.按接觸疲勞強度設計,校核彎曲強度并進行熱平衡計算.?按接觸疲勞強度設計選擇齒數由中表取則蝸輪轉矩估計載荷系數根據載荷情況選.材料系數由中表查取許用接觸應力則由中圖,取查表得,故.初選由中表,選此時,蝸輪速度導程角驗算滑動速度.計算傳動效率嚙合效率由中表查得傳動效率取軸承效率為,攪油效率則傳動效率與假定直徑相近檢驗的值則,原選參數,強度不夠確定傳動的主要尺寸中心距蝸桿尺寸分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑導程角右旋軸向齒距螺紋部分長度考慮磨削余量取蝸輪尺寸分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑外圓直徑取蝸輪齒寬取螺旋教齒寬教齒頂圓弧半徑熱平衡計算傳動效率初估散熱面積.油工作溫度取?因設超過限度不需散熱潤滑方式由中表采用浸油潤滑，油的粘度彎曲強度驗算齒形系數由中查表螺旋角系數許用彎曲應力由中查表由.查中圖,得則彎曲應力故安全控制部分的設計伺服轉臺在各種仿真與測試設備中得到廣泛的應用。高精度的伺服轉臺般由直流或交流伺服電動機驅動，以感應同步器或旋轉變壓器作為位置反饋元件，從而構成復雜精密的模擬式或數字式的閉環位置伺服控制系統。而對于中等精度的伺服轉臺，采用步進電動機驅動方式，構成步進電動機開環控制系統，不僅可以實現較高精度的定位控制，而且具有結構簡單控制方便投資少等特點。因此，步進電動機驅動的伺服轉臺更適用于中等精度的仿真與測試設備。矩和實現不丟步的啟動過程，需對步進電動機的正常運行頻率和啟動頻率加以限制。因此，選擇電動機時必須根據系統的工作頻率和啟動頻率要求，選擇合適的步進電動機。步進電動機的通電方式有多種，通常采用多相多拍制通電方式，以保證和提高步進電動機的動，靜態性能。初定系統的總傳動比為。齒輪傳動比為.蝸輪蝸桿傳動比為各軸轉速的計算計算最大靜轉矩?設工作臺負載轉矩為?所以所以電動機軸上的轉矩為.蝸桿軸上的轉矩為.工作臺轉矩為因為所以電動機最大靜轉矩為根據可選擇電動機的型號為其主要參數為步距角電壓電流保持轉矩.?最高空載啟動頻率運行頻率.步進電動機確定之后,對于上述型號步進電動機系統的傳動比為,則每個參考脈引起的轉臺的轉動角設為三相三拍時三相六拍時.∕.能夠滿足系統定位精度的要求.由于系統的最高轉速要求不高,系統的負載也很小,選擇上述型號的三相反應式步進電動機與的傳動比是可行的齒輪的設計選擇齒輪材料.熱處理齒面硬度.精度等級及齒數.因傳遞功率不大.選用軟齒面齒輪傳動.齒輪選用便于制造且價格便宜的材料小齒輪鋼調質,硬度為大齒輪鋼?；?硬度為.因用在數控機床上,故齒輪選擇級精度選擇齒數.取在誤差范圍內因選用閉式軟齒面傳動.故采用接觸疲勞強度設計,彎曲疲勞強度校核的設計方法.設計計算齒面接觸疲勞強度計算.確定公式內的各計算數值.試選載荷系數為計算小齒輪名義轉矩由參考文獻表選齒輪系數.節點區域系數.?由參考文獻表查取彈性系數.由參考文獻中圖和圖查取計算應力循環次數為由參考文獻中圖查取接觸疲勞強度壽命系數.計算許用應力,取失效概率為,接觸強度最小安全系數設計計算計算小齒輪分度圓直徑≧.圓周速度.確定載荷系統中表查取使用系數由中圖和圖查取由式?確定其中，由中表查取.故載荷系數???.按實際載荷數校正小齒輪分度圓直徑計算值確定主要幾何參數和尺寸確定模數圓整為標準值計算分度圓直徑計算中心距計算尺寬?.誤和不妥之處在所難免，懇請老師和同學們批評指正。數控轉臺的工作原理及其方案論證.數控轉臺的工作原理數控機床是種高效率的加工設備，當零件被裝夾在工作臺上以后，為了盡可能完成多工序或者全部完成次裝夾后所有工序的加工，以擴大工藝范圍和提高機床利用率。除了要求機床有三個坐標軸直線運動之外，還要求工作臺在周圍方向有進給運動和分度運動。通?；剞D工作臺可以實現上述運動，用以進行圓弧加工或與直線聯動進行曲面加工，以及利用工作臺精確的自動分度，實現箱體在零件各個面的加工。在自動換刀多工序數控機床，加工中心上，回轉工作臺已成為不可缺少的部件，為快速更換工件，帶有托板交換裝置的工作臺應用也越來越多。數控機床回轉工作臺主要有兩種數控進給回轉工作臺和分度回轉工作臺，