机电一体化课程设计学生自我总结

　　《机电一体化课程设计学生自我总结》是一篇好的范文，好的范文应该跟大家分享，希望对网友有用。

目 录

机电一体化系统设计课程设计任务书

1.总体方案

1.1 丝杆螺母副的选用

1.2 减速装置的选用

1.3 伺服电动机的选用

1.4 检测装置的选用

2．工作台切削力的计算

3.直线滚动导轨副的计算与选型

3.1滑块承受工作载荷Fmax的计算与型号选择

3.2距离额定寿命L的计算

4．滚珠丝杆螺母副的计算与选型

4.1最大工作载荷Fm的计算

4.2最大动载荷FQ的计算

4.3初选丝杆型号

4.4丝杆传动效率η的计算

4.5丝杆刚度的验算

4.6丝杆压杆稳定性的校核

5.步进电机减速箱的选用

6.步进电机的计算与选型

6.1步进电机转轴上加载的总转动惯量Jeq

6.2步进电机转动轴上总的等效负载转矩Teq

6.3步进电机最大静转矩的选择

6.4步进电机性能校核

7.反馈检测装置的选用

8.步进电机驱动器的选用

9.设计总结

参考文献

[1]张建民.《机电一体化系统设计》第三版.高等教育出版社

[2]尹志强.《系统设计课程设计指导书》.机械工业出版社

普通车床（如C616,C618,C620,CA6140，C630）是金属切削加工常用的一类机床。总体设计方案

（1）卧式车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。

（2）卧式车床经数控化改造后属于经济型数控机床，范文写作在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。

（3）根据普通车床的最大加工尺寸、加工精度、控制速度、以及经济性要求一般采用8位微机——MCS-51。

（4）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A转换电路、串行接口电路等。还要选择步进电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。

（5）设计自动回转刀架及其控制电路。

（6）纵向和横向是两套独立的传动链，他们由步进电机、齿轮副、丝杆螺母组成，其传动比应满足机床所要求的分辨。

（7）采用滚珠丝杆螺母副，并有预紧机构

（8）采用贴塑导轨，以减少导轨摩擦

2、设计参数

最大加工直径：床面上：630mm；

床鞍上：350mm；

最大加工长度：1400mm；

快进速度：纵向：2.0

横向：1.0

最大切削进给速度： 纵向：0.5m/min，

横向：0.25 m/min；

溜板板和刀架的重力： 纵向：1200N

横向：800N

主电动机功率：10KW；

代码 ISO

脉冲分配方式：逐点比较法，

范文TOP100定位精度：?0.015

启动加速时间：35ms；

输入方式：增值式、绝对式

控制坐标数：2

刀具补偿是0-99mm

进给传动链间隙补偿是： 纵向：

横向：

进给伺服系统机械部分设计与计算

（1） 进给系统机械结构改装设计

1、进给系统机械设计需要改动主要部件有挂轮架、溜板箱、溜板、刀架等。

2、挂轮架系统：全部拆除，在该处安装光电脉冲发生器。

3、进给箱部分：全部拆除，在该处安装纵向进给步进电机与齿轮减速箱总成、丝杆、光杆和操作杆，拆去齿轮箱连接滚珠丝杆，滚珠丝杆的另一端支承安装在车床尾座端原来的装轴承座部位

4、溜板箱部分：全部拆除，在原来处安装滚珠丝杆中间支承架及螺母以及部分操作按钮

5、横溜板部分：将原横溜板中丝杆螺母拆除，改装横向进给滚珠丝杆螺母副，横向进给步进电机与齿轮减速箱总成安装在横溜板后部并与滚珠丝杆相连

6、刀架：拆除原刀架，改装自动回转四方刀架总成

（2）进给伺服系统机械部分的计算选型

确定脉冲当量，计算切削力，滚珠丝杆螺母副的设计、计算与齿型、齿轮传动计算，步进电机计算与选型

1、确定脉冲当量

常采用的脉冲当量为纵向： 0.01mm/脉冲

横向：0.005mm/脉冲

2、切削力计算 纵切外回时

1.5FZ=0.67Dmax

式中Dmax为车床床面加工最大直径

横切端时，主切削力约为1FZ= 2

思想汇报专题走刀方向的切削力Fx和垂直走刀方向切削力Fy按

FZ：Fx：Fy=1：0.25：0.4

Z切削力计算

纵切外圆

1.51.5N=0.67*630=10594.62N FZ=0.67Dmax

FZ：Fx：Fy=1：0.25：0.4

?Fx=2648.66N Fy=4237.848N

横切端面Fc,=11FZ=*10594.62=5297.3N 22

Fc,：Fx,：Fy,=1：0.25：0.4?Fx,=1324.33N Fy,=2118.92N

3、滚珠丝杆螺母副的计算和选型

计算牵引力

横向进给为三角形式综合导轨

Fm?KFL?f,(Fv?G)

?FL、FV、FC分别为工作台进给方向载荷和横向载荷（N）G为移动部件重力 G=2000N,K=1.15f,=0.15-0.18

FL=Fx,=1324.33FC=Fy,=2118.92N

?Fm?KFx,?f,(FZ?G)=1.15*1324.33+0.15(5297.31+1200)=2497.6N

计算最大动载C

本车床Z向承受最大切削力条件下最快进给速度V=2m/min，先选基本导程为1 V=1V=0.5 L0=1000，Vmax为快进速度，丝杆最大转速 2

初选L0=6mm,t=15000h fm=1.15 n=1000Vs1000?0.5==83.3(r/min) 6L0

60nT60?83.3?15000==75

106106L=

?CmFm=12112.7N

计算最大静载荷C0

C0?fdFm=1.5*2617.58=3926.3

fd为静态安全系数，一般运动fd=1-2，有冲击fd=2-3，Fm丝杆最大进给

3-33选择启东润泽机床附件有限公司生产的

FL4006型滚珠丝杆副。其公称直径为40min，导程为6min，双螺母滚珠总圈数位3*2=6圈，精度等级取4级，额定动载荷为13200N，满足要求，

（4）传动效率?的计算

,将公称直径d0=40min，范文参考网基本导程ph=6mm，代入??arctan(ph/(?d0))???2.44?初选型号，根据计算出最大动载荷，查表

,摩擦角??10，??tan?/tan(???) 得传动效率?=94.2%

（5）刚度的验算

1)采用一端轴向固定，一端简支的方式，固定端采用一对推力角接触球轴承，面对面组配。??1497mm,??2.1?105MPa，查表3-33，得Dw=3.9688mm，算得丝杠底径d2=公称直径d0-Dw=36.0312 S??d22

4=1019.64mm

忽略式3-256中的第二项，算得丝杠在工作载荷Fm作用下产生的拉/压变形量?1?Fma2497.?61497??0.01744 5ES21?10?1019.64

2)根据公式Z??d0

DW?3,求得单圈滚珠数目Z=29，该型号丝杆为双螺母，滚珠圈数3*2=6，

Fm?832.5N 3则滚珠总数量Z?29*6=174 滚珠丝杆预紧时，取轴向预紧力FYJ?

滚珠与螺纹滚道间的接触变形量?2?0.00151

3)将?1和?2代入?总??1??2，因为丝杠加有预紧力，且为轴向负载的1/3，所以实际变形

?总??1??2=0.01744+0.000755=0.01775 量可减少一半，取?2=0.000755

由表3-27知，4级精度滚珠丝杆任意1200mm轴向行程的变动量允许24?m，而对于跨度为1497mm的滚珠丝杆，总的变形量?总只有17.75?m，可见丝杆刚度足够。

6）压杆稳定性校核

FK?fK?2EI

2k?2?3.142?2.1?10582734.5?50959.897?FmFK?23?1497

得临界载荷FK=50959.897N，远大于工作载荷Fm=2497.6N

故丝杆不会失稳，

综上所述，初选的滚珠丝杆副满足使用要求

篇二：机电一体化课程设计报告

机电一体化课程设计

学 院： 机电学院

班 级： 072092-14

学 号：姓 名： 张庆远

指导老师：吴来杰付先成

2013年3月

目录

一：设计题目及任务要求...............................................................................................4

二：课程设计的目的及意义............................................................................................4

三：系统方案论证..........................................................................................................5

1．系统组成框图........................................................................................................5

2.指标的检测.............................................................................................................5

3.滤波放大电路.........................................................................................................5 4.A/D转换电路........................................................................................................6 5.单片机控制...........................................................................................................6

四：各单元电路设计与分析............................................................................................6 1.油压检测与放大电路............................................................................................6 2.油温检测与放大电路............................................................................................7 3.A/D转换接口与IO口并行扩展电路最全面的范文参考写作网站.....................................................................8 4.外接键盘接口电路................................................................................................9 5.LED显示接口电路...............................................................................................10 6.蜂鸣器报警电路.................................................................................................10 7.电源电路............................................................................................................11

8.晶振与复位电路....................................................................................................12

（1）复位电路的作用...........................................................................................12

（2）基本的复位方式...........................................................................................12

五：protel电路原理图设计...........................................................................................13

1．电路原理的设计...................................................................................................13

2．绘制库里没有或不符合要求的元器件..................................................................13

3.分模块绘制原理图................................................................................................13

4.电气设计规则的检查............................................................................................14

5.生成网络表文件....................................................................................................14

六：protel印刷电路板图设计.......................................................................................14

1.设计规则的设定....................................................................................................14

2.对于库里没有或不符合要求的元器件进行元件封装的制作..................................15

3.网络表导入...........................................................................................................15

4.元器件手动布局....................................................................................................15

5.电路板手动布线....................................................................................................15

6.设计规则检查.......................................................................................................16

7.从PCB生成网络表................................................................................................16

七：原理图与印刷电路板网表比较...............................................................................16

八：课程设计小结........................................................................................................17

1.小结：..................................................................................................................17

2.心得体会...............................................................................................................17

参考文献.......................................................................................................................18

附录..............................................................................................................................19

一：设计题目及任务要求

设计一基于80C51单片机的电路板控制系统，检测液压系统油压、油温，其中：压力P〈=15 MPa，油温T=080℃。

要求绘制电路原理图和印刷电路板图（PCB图），内容包括：

1.绘制电路原理图；

2.绘制印刷电路版图；

3.撰写设计报告说明书。

二：课程设计的目的及意义

课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，意在培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。

主要目的：

1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握机械与电子之间密不可分的联系及其他知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。

2、通过对电子系统的设计，掌握几种典型电子元件及单片机的控制原理及选用的方式，对一些基本的电路有一定认识

3、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想

4、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力。

三：系统方案论证

1．系统组成框图

2.指标的检测

单片机控制的液压油压、油温检测系统中，检测的指标为压力和温度，油压的检测要用压力传感器，温度的检测要用温度传感器。传感器一般由敏感元件，转换元件和基本转换电路三部分组成。敏感元件直接感受被测量，并以确定的关系输出某一物理量。转换元件将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数量。基本转换电路将电路参数量转换成便于测量的电量。

3.滤波放大电路

在传感器输出的电路参数量中，即使通过了整流电路，输出电压不是理想的平滑直流，而是单方向的脉动直流，即除了直流分量以外还有许多交流分量。所以要针对电源的负载特性选择合适的滤波电路。滤波电路就是使单向脉动直流变成平滑直流的电路，常用电阻，电容和电感组合而成。

在通过滤波电路后的电量中，有很大一部分信号较弱，不便于测量，所以针对输出信号需要选用放大一定倍数的放大电路，将输出信号放大，便于检测。

篇三：机电一体化课程设计报告

机电一体化课程设计

一、选题背景

机电一体化课程设计作为机械电子专业的实践教学环节,考察学生综合运用所学专业知识进行分析问题和解决问题的能力.科学合理地安排课程设计的内容.使学生即能在有限的时间内掌机电一体化设备的设计过程,培养学生的工程设计能力和解决实际问题能力,又能训练学生抓住问题的主要矛盾有针对性的加以深入的研究是课程设计成功与否的关键所在.本文针对课程设计教学过程中实际遇到的问题,探索机电一体化课程设计的内容设置,对于提高课程设计的教学质量具有重要意义.

二、设计要求

设计一电路板控制系统，检测液压油油、压油温检测系统，其中压力P〈=15 MPa，油温T〈=80℃，绘制电路原理图和电路板图。

三、选题目的

当代数学信号处理的发展趋势之一是在通用的硬件上借助软件实现复杂的功能，伴随对软件依赖性的增加，软件的开发成本也相应提高，甚至出现赶超硬件投入的趋势。

机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装备和电子设备以及软件等有机的结合起来所构成的系统的总称。也就是说机电一体化的连接机械和电子、气压、液压等相关的的关键技术，在微电子技术、计算机技术、及信息处理技术的高速发展，消费者对高性能、高自动化的机械化产品提出了更高的要求，也就是要求我们从事机械设计制造及自动化行业的技术人员掌握机电一体化技术的重要性所在。

机电一体化的关键技术有：（1）机械技术，（2）计算机及信息处理技术，（3）系统技术，（4）自动控制技术，（5）传感检测技术，（6）侍服传动技术。在新的历史背景下，同时因也是个知识爆炸的年代，不管是对祖国经济的发展，还是一个很现实的问题：对自己将来的发展，对于掌握、精通这门技术都尤为的显得重要。

而这次课程设计，一方面让我们从理论到实践的一个联系，另一方面也是温习和巩固所学的专业知识特别是单片机方面的知识，对于单片机系统能够从整体上认识和把握，能够从整体的高度上根据实际需求设计出有效的系统。接触和学习一种相当有效的电路设计软件PROTEL99，熟悉和了解基本的操作，能够根据设计需求独立设计和布局出合理的电路原理图（SCH）和电路板图（PCB）。系统化针对实际问题的解决和设计思路，掌握独立解决问题的方法，为即将面临的社会实践打好基础，都是非常必要的。

四、方案论证

1、单片机控制的液压油温检测系统中，其要检测的指标有油压和油温两个。油

压的检测要用压力传感器，而油温的检测要用温度传感器。传感器一般由敏感元件，转换元件和基本转换电路三部分组成。敏感元件直接感受被测量，并以确定的关系输出某一物理量。转换元件将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数量。基本转换电路将电路参数量转换成便于测量的电量。

2、电量通过整流电路的输出电压不是理想的平滑直流，而是单方向的脉动直流，即除了直流分量以外还有许多交流分量。所以要针对电源的负载特性选择合适的滤波电路。滤波电路就是使单向脉动直流变成平滑直流的电路，常用电阻，电容和电感组合而成。

3、由于传感器检测到的信号经整流，滤波放大电路后输出的是模拟信号，（如电压，电流，频率等）。这些信号计算机是识别不了的，所以要进行A/D转换。A/D转换电路的功能是将连续变化的模拟信号转换成数字信号，以适应计算机处理。

4、通过A/D转换电路输出数字信号，该信号进入MCS-51单片机，通过单片机来实现检测和控制功能。本系统中要控制油温和油压，还要在油温和油压超过设定的额定值时，系统发出报警。所以要通过显示器，键盘和报警电路来实现。

其中：

1、液压压力传感器采用油压传感器选型为应变式压力传感器 2、油温传感器选型为AD590油温传感器。。3、A/D转换芯片采用ADC0809。4、单片机采用8031。5、I/0扩展采用8155。

6、键盘、显示接口采用8279。

五、电路分析

1、变压电源：

由于电路电压为6v，故需把220V交流变成低压直流，由四个组成部分:降压—整流—滤波—稳压。

2、油压、油温感测及放大电路：

以油压检测及放大电路为例，插座J外接一应变式压力、检测传感器，插座上的1、2脚将控制板中的+6V及-6V电源引出向传感器供电，3、4脚为传感器输出的差动信号。三个运算放大器组成差动放大电路，对传感器输出信号进行放大，其中R36用于调节零点，R37用于调整放大(来自:WwW.fwwang.cn 范文参考网:机电一体化课程设计学生自我总结)倍数。油温检测系统采用相同系统，两套系统分别接在AD0809的p01和p06两个输口。

2、A/D转换：

ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模数信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码器电路，其转换时间为100us左右。IN-7~IN-0是模数输入通道，ADC0809对输入信号的电压要求是0~5V，若信号过小还需要进行放大。另外，模拟输入量在A/D转换过程中其值不应该有变化，对变化快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路，本课题中的油压及油温的变化不会很快，所以不必采用采样保持电路。A、B、C是地址线，设置P0.1~P0.3口经过地址锁存后接A、B、C地址线。ALE地址锁存允许信号，A、B、C地址状态进入地址锁存器中，由P2.0及WR控制地址锁存。START转换启动信号，上跳沿时，所有内部寄存器清零，下跳沿时，开始进行A/D转换，在转换过程中应保持低电平，由P2.0及WR控制转换信号。D7~D0数据输出线，和单片机的P0口直接连接。EOC输出允许信号，用于控制三态门。

4、单片机：

单片机采用型号为89cs51，89S51单片机的内部4KB片内程序存储器，128字节片内数据存储器，2个定时器和1个全双工异步串通讯接口。其外部电路包括时钟电路和复位电路。

　　以上是《机电一体化课程设计学生自我总结》的范文参考详细内容，涉及到电路、计算、设计、系统、滚珠、机电、检测、要求等范文相关内容，看完如果觉得有用请记得（CTRL+D）收藏。