机电一体化系统设计课程设计--X-Y数控工作台机电系统设计
机械工程系
《数控机床》课程设(附装配图)计说明书
设计题目：X-Y数控工作台机电系统设计
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指导教师：
目录
一、《数控机床》课程设计目的 (3)
二、设计任务 (3)
三、设计主要步骤 (3)
1、确定设计总体方案 (4)
（1）、机械传动部件的选择 (4)
（2）、控制系统的设计 (4)
2、机械传动部件的计算与选型 (5)
（1）、导轨上移动部件的重量估算 (5)
（2）、计算切削力 (5)
（3）、滚珠丝杠传动的设计计算及校验 (6)
（4）、步进电机的传动计算及电动机的选用 (9)
（5）、滚动导轨的设计计算 (15)
3、其余附件的选择 (16)
四、控制系统的设计 (17)
五、机械部分装配图的绘制 (19)
六、参考文献 (20)
七、总结体会 (20)
一、设计的目的
《数控机床》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，主要目的：
1、
通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想怪知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。 2、
通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式 3、
通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控制驱动方式 4、 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 5、 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
二、设计任务
设计一套供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下：
1、立铣刀最大直径的d=15mm ，立铣刀齿数Z=3，最大铣削宽度c a =15mm 最大背吃刀量p a =8mm ，加工材料为碳素钢或有色金属。
2、X 、Z 方向的定位精度均为±0.02mm 。
3、工作台面尺寸为230mm 230mm ?，加工范围为250mm 250mm ?;
4、工作台空载进给最快移动速度：max max 3000mm /min x y V V ==，工作台进给最快移动速度:max ymax 400mm/min x f f V V ==，加减速0.4s 。
三、设计主要步骤
1、确定设计总方案 ⑴、机械传动部件的选择
①、 丝杠螺母副的选择
步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足初选0.01mm 脉冲
当量，因为定位精度±0.02mm，对于机械传动要有一定的精度损失，大约是1/3-1/2的定位精度，现取为1/2，即是±0.01mm和±0.02mm的定位精度，滑动丝杠副无法做到，只有选用滚珠丝杆副才能达到要求，滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。
同时选用内循环的形式，因为这样摩擦损失小，传动效率高，且径向尺寸结构紧凑，轴向刚度高。
由于定位精度不高，故选择的调隙方式是垫片调隙式，这种调隙方式结构简单，刚性好，装卸方便。
由于工作台最快的移动速度
max ymax 3000mm/min
x
V V==，所需的转速不高，故可以采用一般的安装方法，即一端固定，一端游动的轴承配置形式。
②、导轨副的选用
要设计数控铣床工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度高，因此选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小，不易爬行，传动效率高，结构紧，安装预紧方便等优点。
③、伺服电机的选用
选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏低，为了确保电动机在运动过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用开环控制，任务书初选的脉冲当量尚未达到0.001mm，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有3000mm/min,故本设计不必采用高档次的伺服电机，因此可以选用混合式步进电机，以降低成本，提高性价比。
④、减速装置的选用
选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消间隙机构，如果要选用减速装置，则应选用无间隙齿轮传动减速箱。
⑵、控制系统的设计
①、设计的X-Y工作台准备用在数控铣床上，其控制系统应该具有轮廓控制，两坐标直线插补与圆弧插补的基本功能，所以控制系统设计成连续控制型。
②、对于步进电动机的开环控制系统，选用MCS-51系列的8位单片机AT89S52作为控制系统的CPU，能够满足任务书给定的相关指标。
③、要设计一台完整的控制系统，在选择CPU 之后，还要扩展程序存储器，I/O 接口电路，D/A 转换电路，串行接口电路等。
④、选择合适的驱动电源，与步进电动机配套使用。
2、机械传动部件的计算和选择
（1）、导轨上移动部件的重量估算
按照下导轨上面移动部件的重量来进行估算。包括工件、夹具、工作平台、上层电动机、
减速箱、滚珠丝杠副、直线滚动导轨副、导轨座等，估计重量约为800N 。 （2）、计算切削力
根据设计任务，加工材料为碳素钢或有色金属及如下参数： 立铣刀 最大直径的d=15mm ，
立铣刀齿数Z=3， 最大切削宽度e a =15mm 最大背吃刀量p a =8mm ，
设零件的加工方式为立式加工，采用硬质合金铣刀，工件材料为碳素钢。由【5】中P13页的表中，可知d=15mm 的硬质合金立铣刀最大的切削参数如下：
每齿进给量fz=0.1mm 铣刀转速n=300r/min
由【2】中P200,查得立铣时切削力计算公式为：
0.850.750.73 1.00.10
c e z
p 118a f d a n Z F -= 代如上式得： 0.850.750.73 1.00.10c 118150.11583003N 1229N F -=??????≈
采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比值可由【2】中查得，各铣削力之间的比值范围如下：
f F /c F =(1.0~1.2) 取1.1 fn F /c F =(0.2~0.3) 取0.25
e F /c F =（0.35~0.4） 取0.38
考虑逆铣时的情况，因为逆铣的情况的受力最大的情况，为了安全考虑这种最危险的工况。由此可估算三个方向的铣削力分别为：
f c F 1.1F 1356N =≈ e c F 0.38F 468N =≈
fn c F 0.25F 308N =≈
考虑立铣，则工作台受到垂直方向的铣削力z F ，受到水平方向的铣削力分别为f F 和fn F
今将水平方向较大的铣削力分配给工作台的纵向，则纵向铣削力x F ，径向铣削力为y F 。 x f F F 1352N == y fn F F 307N ==
z e F F 467N ==
（3）、滚珠丝杠传动设计计算及校验
①、最大工作载荷的计算
已知移动部件总重量G=800N ，按滚动导轨计算，由【3】中P389，取颠覆力影响系数K=1.1，滚动导轨上的摩擦系数查【1】中P194可知u=0.0025—0.005,现取u=0.005，求得滚珠丝杠副的最大工作载荷：
x F F (F F )eq y Z k u G =+++
=1.131352+0.0053(307+467+800)
=1500N
②、最大计算动载荷的确定
设工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度v=400mm/min ，初选丝杠导程P=5mm,则此时丝杠转速eq n =v/P=80r/min 。
预计滚珠丝杠的工作五年,每天工作八小时，由此得使用寿命为T=53360 38=14400h ，根据【1】中P110，公式5—4得：'6
6010
eq n T T ==610N -
其中 T ——使用寿命 14400 h N ——循环次数
eq n ——滚珠丝杠的当量转速 80r/min
求得：'6
60801440010
T ??=
≈72 （6
10r ）
查【1】中P110，表5-1、5-2得，受中等冲击载荷取值范围 1.2~1.5d f =，现取 1.3d f =，滚道硬度为60HRC 时，硬度影响系数取值 1.0h f =，由【1】中P109，式
5-3 3c d h eq C f F =
代入数据得：3 1.3 1.01495c C =??≈8112N
②、规格型号的初选
根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，查网上生产该型号的生产厂家的资料，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的GDM 系列2005-3型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副，其公称直径为20mm ，导程为5mm ，循环滚珠为3圈32系列，精度等级取5级，额定动载荷为9309N ，大于最大计算动载荷c C =7971，满足要求。 参考网址 ： https://www.wendangku.net/doc/7214498310.html,/3ji.asp?id=37
滚珠丝杠螺母副几何参数 （单位mm ）
表一
④、传动效率的计算
将公称直径d 0=20mm,导程P=5mm,代入λ=arctan[P/(∏d 0)]，得丝杠螺旋升角λ=4°33′。将摩擦角ψ=10′，代入η=tan λ/tan(λ+ψ),得传动效率η=96.4%。
⑤、刚度的验算
X-Y 工作台上下两层滚珠丝杠副的支承均采用“一端固定，一端游动”的轴承配置形式。由【1】中P109，可知这种安装适用于较高精度、中等载荷的丝杠，一端采用深沟球轴承，
一端采用一对背对背角接触球轴承,这样能承受集中力偶。
丝杠螺母的刚度的验算可以用接触量来校核。
a 、滚珠丝杠滚道间的接触变δ，查【3】中相关公式，根据公式0/W Z d d π=，求得单圈滚珠数Z=20；该型号丝杠为双螺母，滚珠的圈数?列数为3?2，代入公式Z ∑=Z ?圈数?列数，得滚珠总数量Z ∑=120。丝杠预紧时，取轴向预紧力eq Fy F =/3=498N 。查【3】中相关公式，
得， 滚珠与螺纹滚道间接触变形 310.0013/Pa δ=式中 Pa=
310.0013/Pa δ=30.00131495/0.0014?=。因为丝杠有预紧力，
且为轴向负载的1/3，所以实际变形量可以减少一半，取1δ=0.0007mm 。
b 、丝杠在工作载荷max F 作用下的抗拉压变形2δ
丝杠采用的是一端采用深沟球轴承，一端采用一对背对背角接触球轴承的配置形式，轴承的中心距a=560mm,钢的弹性模量E=2.1?105MPa,由表一中可知，滚珠直径w d =3.175mm,丝杠底径
2d =16.2mm ，则丝杠的截面积S=22d /4π=206.122mm ,由【7】中，式3-35
2F /eq a ES δ=
其中， 最大工作载荷F eq =1495N
中心距a=560mm 弹性模量E=2.1?105MPa
截面积S=22d /4π=206.122
mm
代入以上数据，得 2δ=0.019mm
d 、则120.00070.0190.019719.7mm um δδδ=+=+==总本例中，丝杠的有效行程为
500mm ，由【3】中知，5级精度滚珠丝杠有效行程在400~500mm 时，行程偏差允许达到30m μ，可见丝杠刚度足够。
⑥、稳定性的验算
根据【3】中 式5.7-17 22EI
L K
k a f P =π。
取支承系数k f =2；
由丝杠底径d 2=16.2mm 求得截面惯性矩4
2/64I d π=≈3380.884mm ；
压杆稳定安全系数K 取3（丝杠卧式水平安装）； 滚动螺母至轴向固定处的距离L=a 取最大值560mm 。
代入公式，得P a =14896kg.f=14896N 大于c C =7533N ，故不会失稳，满足使用要求。 ⑦、临界转速的验算
对于丝杠有可能发生共振，需验算其临界转速，不会发生共振的最高转速为临界转速c n ，
由【1】中P111式5-10得：222
c 2f
d n 9910Lc
=
其中 20w d d 1.2D =-=20-1.233.175=1mm c L 为临界转速计算长度c 2L 16.2d ==
2f 为丝杠支承方式系数2f =3.927（一端固定，一端游动）
代入数据得：c n 6100/min r =
临界转速远大于丝杠所需转速，故不会发生共振。 ⑧、滚珠丝杠的选型及安装连接尺寸的确定
由以上验算可知，选用GDM2005型的丝杠，完全符合满足所需要求，故确定选用该型号，
由表一可知丝杠所需的安装连接尺寸
（4）、步进电机的传动计算及电动机的选用
①传动计算
因为该铣床的加工精度为±0.02mm ，考虑到机械传动部分造成的精度损失，故选用铣床的脉冲当量为0.01mm/Hz ，
初选步进电动机的步距角α=0.72°。由【1】中P121式5-18得：传动比i=360360
×0.011t 0.725
i δα=
==? 由于传动比为1，则不需要选用减速箱，采用电动机轴与丝杠通过联轴器联接的方式。 ② 步进电动机的计算和选型
a 、步进电动机转轴上的总转动惯量的计算。
总转动惯量J 主要包括电动机转子的转动惯量、滚珠丝杠上一级移动部件等折算到电动机轴上的转动惯量。
ⅰ、滚珠丝杠的转动惯量J
由【1】中P134式5-28得：4120.7710J D L -=? 式中 D 为丝杠公称直径D=20mm
L 为丝杠长度L=560mm
代入数据，得：J=0.773204356031012-=6.93105-kg.㎡
ⅱ、滚珠丝杠上一级移动部件等折算到电动机轴上的转动惯量
由【1】中式5-29得：2
62()102s J M -=?π
其中 M 为工作台的（包括工件）的质量M=800
9.8
G g =
=81.6kg
S 为丝杠螺距S=5mm
代入数据，得：2
65225()81.610 5.210.2J kg m --=??=?π
ⅲ、初选常州宝马前杨电机电器有限公司的90YG5502型混合式步进电动机，可知其转子的转动惯量43410kg.J -=?㎡
所以123d J J J J =++=6.93105-+5.23105-+43104-=5.163104- N 2m
验算惯量匹配，电动机轴向惯量比值应控制在一定的范围内，既不应太大也不应太
小，即伺服系统的动态特性取决于负载特性。为使该系统惯量达到较合理的配合，一般
比值控制在1/4——1之间，4
34
4100.785.1610d J J --?==?
由此可见:
3114d
J J <<,符合惯量匹配要求。
②、步进电机轴上的等效负载转矩M 的计算
a 、承受的负载转矩在不同工况下是不同的，考虑最大切削负载时电动机所需力矩，
由【1】中P132式5-25得：10at f t M M M M M =+++
其中9.6r at J n
M T
=
其中: r J 为折算到电动机轴上的总惯量r J =d J =5.163104-
T 系统时间常数，由任务书知为T=0.4S
t n 切削时的转速为300r/min
得：425.1610300
4.03109.60.4at M --??==?? N 2m
30102f F S
M i
η-=
?π 其中： 0F 为导轨摩擦力
0()(469800)0.005 6.3Z F F G u N =+=+?= S 为丝杠螺距S=5mm
i 为齿轮降速比，已计算出为1
η为传动链总效率，η=0.7—0.8，取0.8
代入数据 得：36.2710f M -=? N 2m
23max 00(1)102a F S M i
ηη-=
-?π 其中： max a F 为最大轴向载荷，max 5033
eq a F F N =
=
0η为滚珠丝杠未预紧时的效率，0η=0.95≥0.9
其余数据同上
代入数据 得：00.048M = N 2m 3102t t F S
M i
η-=
?π其中：t F 进给方向的最大切削力1356t x F F N == 其余参数同上。
代入数据得： 1.34t M = N 2m
由此都得到等效负载转矩10 1.46at f t M M M M M =+++= N 2m
b 、快速空载时电动机所需力矩M
由【1】中P132式5-24得：max 0a f M M M M =++ 加速力矩max max 9.6r a J n M T =其中：max max 3000
600/min 5
h V n r P ==
=
其余参数同上
入数据得：max 0.06a M = N 2m
力矩摩擦30102f F S
M i
η-=
?π其中：u 为导轨副的摩擦因数，滚动导轨取 u=0.005
其余参数同上。
代入数据得：0.0004f M =N 2m
附加摩擦力矩：2
3max 00(1)102a F S M i
ηη-=
-?π 其余参数同上
代入数据得：00.048M = N 2m
所以可知快速空载时点击所需力矩：2max 0a f M M M M =++ =0.06+0.0004+0.048
=0.1084 N 2m
比较1M 和2M ，取其较大者，就是最大等效负载，即：M =1M =1.46N.M ③、步进电机的初选
考虑到步进电机的驱动电源受电网的影响较大，当输入电压降低时，其输入转矩也会下降，可能会造成丢步，甚至堵转，因此按最大等效负载M 考虑一定的安全系数λ，取λ=3，则步进电机的最大静转矩应满足： max 33 1.46 4.38j T M ≥=?= N 2m
由所选的电机型号参数可知，最大转矩max 5j T = N 2m ，可知满足要求。 ④、步进电机性能校核
a 、最快工进速度时电动机时输出转矩校核
任务书给定工作台最快工进速度max f V =400mm/min ，脉冲当量0.01mm δ=/脉冲，求出
电动机对应的运行频率max [400/(600.01)]667f f Hz =?≈。从90BYG5502电动机的运行矩频特性曲线图可以看出在此频率下，电动机的输出转矩max f T ≈4N 2m ，远远大于最大工作负载转矩
2eq T =1.46N 2m ，满足要求。
b 、最快空载移动时电动机输出转矩校核
任务书给定工作台最快空载移动速度m a x v =3000mm/min ，求出其对应运行频
max [3000/(600.01)]5000f Hz =?=。由图查得，在此频率下，电动机的输出转矩max T =3.5N 2m ，大于快速空载起动时的负载转矩1eq T =0.1084N 2m ，满足要求。
c 、最快空载移动时电动机运行频率校核
与快速空载移动速度max v =3000mm/min 对应的电动机运行频率为max 12500z f H =。查图3中相应表格，可知90BYG5502电动机的空载运行频率可达20000Hz ，可见没有超出上限。
④ 、起动频率的计算
已知电动机转轴上的总转动惯量23.57eq J kg cm =?，电动机转子的转动惯量
22.4m J kg cm =?，电动机转轴不带任何负载时的空载起动频率1800q z f H =。由式可知步进电动机克服惯性负载的起动频率为：
1141.28L f f Hz =
=
说明：要想保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于1141.28Hz 。实际上，在采用软件升降频时，起动频率选得更低，通常只有100Hz 。
综上所述，本次设计中工作台的进给传动系统选用90BYG5502步进电动机，完全满足设计要求。
⑤、确定选型的步进电机的参数 所选电动机参数如下图所示：
外形尺寸安装接线图和和矩频特性如图3所示
图3
参考网址https://www.wendangku.net/doc/7214498310.html,/product.asp?Action=Detail&ID=28
（5）、、滚动导轨的设计计算
①、工作载荷的计算
工作载荷是影响导轨副寿命的重要因素，对于水平布置的十字工作台多采用双导轨、四滑块的支承形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所承受的最大垂直方向载荷为： max 4
G
F F =
+ 其中，移动部件重量G=800N,外加载荷F=Z F =503N 代入上式，得：max 669F N = ② 、小时额定工作寿命的计算
预期工作台的工作寿命为5年，一年365天，取工作时间为360天，每天工作8小时，因此得到小时额定工作寿命14400h L h = ③、距离额定寿命计算
由公式3
10260
h L L nS -?=?，从而得到326010h L nS L ?=
式中，h L 为小时额定工作寿命。 n 为移动件每分钟往复次数（4—6）取5
S 为移动件行程长度，由加工范围为250mm 3250mm 取520mm
代入数据 得：4493h L km = ④、额定动载荷计算
由公式36.25(/)a L C F =
从而得到：a C F =式中：a C 为额定动载荷
L 为距离工作寿命，由上式可知为4493km F 为滑块的工作载荷，由上式可知为669N 代入数据得：5593a C N = ⑤、产品选型
根据额定动载荷，选择滚动导轨，查滚动导轨生产厂家，选用南京工艺装备制造有限公司的GGB20BA型，相关尺寸如下图4所示，
参考网址：https://www.wendangku.net/doc/7214498310.html,/html/gund/g2/c/ggb/ba.htm
图4
可知其额定动载荷C=11.6KN，大于5.593KN，故可知满足要求。
⑥、安装连接尺寸。
对于导轨的安装按照如图4所示相关尺寸安装。
3、其余附件的选择
1、联轴器的选择
刚性联轴器结构比较简单，制造容易，免维护，超强抗油以及耐腐蚀，即使承受负载时也无任何回转间隙，即便是有偏差产生负荷时，刚性联轴器还是刚性传递扭矩。适用于安装底座刚性好、对中精度较高、冲击载荷不大、对减振要求不高的中小功率轴系传动。根据选出的电机和丝杠的参数，选用沈阳光宇科技有限公司的LK13-C32-1012型刚性联轴器。
参考网址https://www.wendangku.net/doc/7214498310.html,/asp/cpzx-show.asp?productid=1753
图5
四、控制系统的设计
根据任务书的要求，设计控制系统的时主要考虑以下功能：
（1）接受操作面板的开关与按钮信息；
（2）接受限位开关信号；
（3）控制X，Y向步进电动机的驱动器；
（4）与PC机的串行通信。
CPU选用MCS-51系列的8位单片机AT89S52，采用8279，和W27C512，6264芯片做为I/O和存储器扩展芯片。W27C512用做程序存储器，存放监控程序；6264用来扩展AT89S52的RAM存储器存放调试和运行的加工程序；8279用做键盘和LED显示器借口，键盘主要是输入工作台方向，LED显示器显示当前工作台坐标值；系统具有超程报警功能，并有越位开关和报警灯；其他辅助电路有复位电路，时钟电路，越位报警指示电路。
1、进给控制系统原理框图
图6
2、驱动电路流程设计
步进电机的速度控制比较容易实现，而且不需要反馈电路。设计时的脉冲当量为0.01mm，步进电机每走一步，工作台直线行进给0.01mm。步进电机驱动电路中采用了光电偶合器，它具有较强的抗干扰性，而且具有保护CPU的作用，当功放电路出现故障时，不会将大的电压加在CPU 上使其烧坏。
图7 步进电机驱动电路图
该电路中的功放电路是一个单电压功率放大电路，当A相得电时，电动机转动一步。电路中与绕组并联的二极管D起到续流作用，即在功放管截止是，使储存在绕组中的能量通过二极管形成续流回路泄放，从而保护功放管。与绕组W串联的电阻为限流电阻，限制通过绕组的电流不至超过额定值，以免电动机发热厉害被烧坏。
由于步进电机采用的是五相十拍的工作方式（五个线圈A、B、C、D、E），其正转时通电顺序为：A-AB-B-BC-C-CD-D-DE-E-EA-A……….其反转的通电顺序为：A-AE-E-ED-D-DC-C-CB-B-BA-A………。
3、驱动电源的选用，及驱动电源与控制器的接线方式
设计中X、Y向步进电动机均为90BYG5502型，生产厂家为常州宝马前杨电机电器有限公司。查步进电动机的资料，选择与之匹配的驱动电源为BD28Nb型，输入电压为50V AC，相电流为3A，分配方式为五相十拍。该驱动电源与控制器的接线方式如图8所示：
图8
五、机械部分装配图的绘制
装配图见附件CAD A1图纸
六、参考文献
【1】、文怀兴、夏田 .《数控机床系统设计》北京：北京化工出版社，2005.
【2】、韩荣第 .《金属切削原理与刀具》哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.
【3】、李洪 .《机床设计手册》北京：辽宁科学技术出版社，1999.
【4】、陈家芳.《金属切削工艺手册》上海：上海科学技术出版社, 2005.
【5】、杨建明. 《数控加工工艺与编程》北京：北京理工大学出版社，2009.
【6】、张新义.《经济型数控机床系统设计》北京：机械工业出版社，2000 【7】、尹志强.《机电一体化系统课程设计指导书》北京:机械工业出版社，2007.
七、总结体会
我觉得这次《数控机床》课程设计是对过去所学专业知识的一个全面的综合的运用。在设计的过程中我全面地温习了以前所学过的知识，包括机械设计基础和机械制图方面的基础知识，还有刚学过的数控机床这门课，经过复习整理所学得专业知识使得设计思路清晰系统。通过设计使我更加接近生产实际，锻炼了将理论运用于实际的分析和解决实际问题的能力，巩固、加深了有关机械设计方面的知识。
还有很重要的一点是让我体会到了一个设计者的精神。在设计过程中既要自己不断思考、创造，又要注意借用现有的资料，掌握了查阅和使用标准、规范、手册、图册、及相关技术资料的基本技能以及计算、绘图、数据处理等方面的能力。
通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，掌握了一般机械设计的程序和方法，有助于树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的机械设计能力。
最后对在整个设计过程中对老师认真、耐心辅导表示衷心的感谢
电子技术课程设计题目
电子技术课程设计一、课程设计目的： 1．电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节，主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品，巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识； 2．经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等，加强在电子技术方面解决实际问题的能力，基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具，提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力； 3．课程设计是为理论联系实际，培养学生动手能力，提高和培养创新能力，通过熟悉并学会选用电子元器件，为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获： 1.学习电路的基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡； 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式： 以学生独立设计为主，教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计，强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的，在进行电子系统设计时，既要考虑总体电路的设计，同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现，所以实现一个电子系统时，根据电子系统框图，多数情况下只有少量的电子电路的参数计算，更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。 2. 电子系统内容步骤： 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) （1）总体方案框图： 反映设计电路要求，按一定信息流向，由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图： （2）单元电路设计与参数计算---电子元件选择： 基本模拟单元电路有：稳压电源电路，信号放大电路，信号产生电路，信号处理 电路（电压比较器，积分电路，微分电路，滤波电路等），集成功放电路等。 基本数字单元电路有：脉冲波形产生与整形电路（包括振荡器，单稳态触发器，施密特触发器），编码器，译码器，数据选择器，数据比较器，计数器，寄存器，存储器等。 为了保证单元电路达到设计要求，必须对某些单元电路进行参数计算和电子元件 选择，比如：放大电路中各个电阻值、放大倍数计算；振荡电路中的电阻、电容、振荡频率、振荡幅值的计算；单稳态触发器中的电阻、电容、输出脉冲宽度的计 算等；单元电路中电子元件的工作电压、电流等容量选择。
机械系统设计说明书
《目录》 一.课程设计的目的 (1) 二.《机械系统设计》课程设计题目 (1) 三.传动系统设计 (3) 四. 主轴.传动组及相关组件的验算 (17) 五.设计总结 (35) 六.参考文献 (36)
一. 课程设计的目的 《机械系统设计》课程设计是在学习完本课程后，进行一次学习和设计的综合性练习。通过课程设计，使我们能够应用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型结构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册，设计标准资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高我们设计能力的目的。通过分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 二．《机械系统设计》课程设计题目 设计题目： 分级变速主传动系统设计 技术参数： =40r/min , =400r/min Z=6 公比 =1.58 电机参数： 电机功率 P=4KW 电机转速 n=1430r/min 设计对象： 本设计自选为普通车床，最大加工直径400mm. 设计要求： 1.完成装配图的设计，包括床头箱传动系统 展开图和床头箱剖视图。 2.完成设计说明书一份，页数在20页左右，打印件，书写规格 按《哈尔滨理工大学本科生毕业设计( 论文）撰写规范》 书写。
三.传动系统设计 3.1 传动设计 3.1.1 确定转速数列及转速范围 由设计题目知最低转速为63r/min,公比为1.58，查文献[2]表2.12，查得 主轴的转速数列值为（单位：r/min）:40，63，100，160，250，400. 转速范围Rn= ===10 3.1.2定传动组数和传动副数 本设计为6级变数，考虑到结构的紧凑性，在变速组后加一定比传动组。方案为： 6=3×2×1 3.1.3 齿轮齿数的确定 ≤≤2,因此≤≤,故取== ====4＜8 所以满足条件 = = ==2.5＜8 所以满足条件 由转速图上定的传动副和传动比，查文献[2]表4.1，齿数和最大不超过100~120，可得各齿轮组的齿数如下表：
机电一体化系统设计1
绝密★启用前 2009年6月河南省高等教育自学考试助学统一命题考试 机电一体化系统设计 试卷 （课程代码 2245） 本试卷共8页，满分100分；考试时间150分钟 复查总分 总复查人（签名） 1． “机电一体化”含义是 【 】 A. 以机为主加点电 B. 机械部与电子部合并 C. 以电淘汰机 D. 机械与电子的集成技术 2. 齿轮传动的传动效率随着传动级数 【 】 A. 增加而增加 B. 增加而降低 C. 减少而降低 D. 变化而不变 3．滚珠丝杆副的基本导程减少，可以 【 】 A ．加大螺旋升角 B ．提高承载能力 C ．提高传动效率 D ．提高精度 4．光栅条纹密度是100条/mm ，光栅条纹间夹角θ=0.001弧度，莫尔条纹的 宽度 【 】 A ．100mm B ．20mm C ．10mm D ．.0.1mm 5． 直流测速发电机输出的是与转速 【 】 A ．成正比的交流电压 B ．成反比的交流电压 C ．成正比的直流电压 D ．成反比的直流电压 6．电压跟随器的输出电压 输入电压 【 】 A ．等于 B ．大于 C ．大于等于 D ．小于 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1.5分，共 15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合 题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。选错、 多选或未选均无分。
7．某4级交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为【】A．1450[r/min] B．2940 [r/min] C．735[r/min] D．1470 [r/min] 8．某步进电动机三相单三拍运行时步距角为3°，三相双三拍运行时步距角为【】A．3°B．7.5°C．6°D．1.5° 9．某步进电动机，三相，转子40个齿，欲使其步矩0.5°，应采用的通电方式为【】A．单拍制B．双拍制C．单双拍制D．细分电路 10．梯形图中的计数器，采用的助记符指令为【】 A．OR STR B．AND STR C．TMR D．UDC 二、简答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）11．机和电融合的设计思想是什么？ 12．机电一体化系统结构中驱动模块在系统中的作用是什么? 13．滚珠丝杆螺母副有哪些消除间隙和预紧的措施?
电子系统设计报告
课程设计实践报告 一、课程设计的性质、目的与作用 本次电子系统设计实践课程参照全国大学生电子设计模式，要求学生综合利用所学的有关知识，在教师的指导下，分析和熟悉已给题目，然后设计系统方案、画原理图及PCB、软件编程，并做出课程设计报告。因此，在设计中，要求学生应该全面考虑各个设计环节以及它们之间的相互联系，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。 本课程设计的目的是为了让学生能够全面了解电子电路应用系统的整个设计过程，逐步掌握系统开发的以下相关技术： (1)熟悉系统设计概念； (2)利用所学数电、模拟电路知识，设计电路图； (3)利用PROTEL软件画原理图及PCB； (4)熟悉系统项目设计报告填写知识； （5）培养团队合作意识。 通过本课程设计，有助于学生更好地了解整个课程的知识体系，锻炼学生实际设计能力、分析和思考能力，使其理论与实践相结合，从而为后续课程的学习、毕业设计环节以及将来的实际工作打好坚实的基础。 二、课程设计的具体内容 电子系统设计实践课程就是锻炼学生系统设计、分析和思考能力，全面运用课程所学知识，发挥自己的创造性，全面提高系统及电路设计、原理图及PCB 绘画等硬件水平和实际应用能力，从而体现出电子系统设计的真谛。下面是各个设计阶段的具体内容。 1．系统方案认识 根据所设定的题目，能够给出系统设计方案与思路
题目：信号发生器产生电路，请设计一个能产生正弦波、方波及三角波电路，并制作原理图，然后阐述其原理。 基本原理： 系统框图如图1所示。 图1 低频信号发生器系统框图 低频信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电 压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。 其工作原理为当分别按下四个按键中的任一个按键就会分别出现方波、锯齿 波、三角波、正弦波，并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。2、各部分电路原理 (1)DAC0832芯片原理 ①管脚功能介绍（如图5所示） 图5 DAC0832管脚图 1) DI7～DI0：8位的数据输入端，DI7为最高位。
机电一体化课程设计报告
机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日
目录 第一节绪论 (3) 1.1课程设计目的意义 (3) 1.2课程设计任务描述 (3) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (3) 第二节总体方案设计 (4) 2.1主轴驱动系统设计方案 (4) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (4) 2.3电气系统设计方案 (4) 第三节传动系统设计 (5) 3.1主轴传动系统的设计 (5) 3.1.1主轴电机选择 (5) 3.1.2变频器的选择 (5) 3.1.3主轴传动系统设计 (5) 3.2伺服驱动系统设计 (6) 3.2.1伺服传动机构设计 (6) 3.2.2伺服电机选择 (6) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (6) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (8) 3.3设计验算校核 (8) 3.3.1惯量匹配验算 (8) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (9) 3.3.3系统的刚度计算 (9) 3.3.4固有频率计算 (10) 3.3.5死区误差计算 (11) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (11) 第四节电气系统设计 (12) 第五节总结 (15) 参考文献 (15) 附：6张系统框图和元器件图
第一节绪论 1.1课程设计目的意义 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，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。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc 公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min （4）系统分辨率：0.0005mm,重复精度0.02mm。
单片机电子表课程设计
烟台南山学院 《单片机原理与接口技术》课程设计 题目：数字电子表设计 学院（系）：自动化工程学院 年级专业：电气技术4班 学号： 200902040442 学生姓名：毕天华 指导教师：田敬成
课程设计任务书 学生姓名：毕天华专业班级：电气技术4班 指导教师：田敬成工作单位：自动化工程学院 题目: 基于51单片机的数字电子表的设计 初始条件： 1.运用所学的单片机原理与接口技术知识和数字电路知识； 2.51单片机应用开发系统一套； 3.PC机及相关应用软件； 要求完成的主要任务: 1.完成数字电子表的设计和调试。 2.要求采用四位八段数码管显示时间和日期，并且可以用按键修改时间和 日期。 3.撰写课程设计说明书。 4.课程设计说明书要求：引言、设计要求、系统结构、原理设计、各个模 块的设计与实现、软件设计、调试过程、收获、体会及总结、参考文献、电路图和源程序。说明书使用A4打印纸计算机打印或手写，用Protel 等绘图软件绘制电子线路图纸。 时间安排： 第1天下达课程设计任务书和日程安排，根据任务书查找资料； 第2～3天完成方案论证，单片机系统的设计； 第4～6天参考有关文献，完成程序的编写； 第7～10天调试硬件系统和软件程序； 第11～12天结果分析整理、撰写课程设计报告，验收和答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
基于单片机数字电子表的设计 摘要 随着电子技术的发展，计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机。本课程设计是基单片机原理与接口技术的简单应用。运用所学的单片机原理和接口技术知识完成数字电子表的设计。 电子表已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使电子表具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的电子表集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于电子表电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分，因此进行电子表的设计是必要的，用C语言设计电子表显示程序，要求根据输入程序显示电子表画面。研究电子表及扩大其应用，有着非常现实的意义。 关键词 LED，定时/计器数，C语言，调试，运行。
机械系统设计课程设计7级变速
哈尔滨理工大学课程设计 题目：分级变速主传动系统设计 学院：机械动力工程学院 姓名： 指导教师：段铁群 系主任：段铁群 2013年08月29日
目录 第一章运动计算 1.1 课程设计的目的 1.2 课程设计的内容 1.3 课程设计的题目，主要技术参数和技术要求1.4 运动参数及转速图的确定 1.5 核算主轴转速误差 第二章动力计算 2.1 带传动设计 2.2 计算转速的计算 2.3 齿轮模数计算及验算 2.4 传动轴最小轴径初定 2.5 执行轴合理跨距计算 第三章主要部件的校核 3.1 主轴强度，刚度校核 3.2 传动轴刚度校核 3.3 轴承寿命校核 第四章总结 第五章参考文献
第1章运动计算 1.1课程设计的目的 《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 1.2课程设计的内容 《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。 1.2.1 理论分析与设计计算： （1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。 （2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。 1.2.2 图样技术设计： （1）选择系统中的主要机件。 （2）工程技术图样的设计与绘制。 1.2.3编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
机电一体化课程设计报告
机电一体化课程设计报 告
机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日
目录 第一节绪论 (4) 1.1课程设计目的意义 (4) 1.2课程设计任务描述 (4) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (4) 第二节总体方案设计 (5) 2.1主轴驱动系统设计方案 (5) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (5) 2.3电气系统设计方案 (5) 第三节传动系统设计 (6) 3.1主轴传动系统的设计 (6) 3.1.1主轴电机选择 (6) 3.1.2变频器的选择 (6) 3.1.3主轴传动系统设计 (6) 3.2伺服驱动系统设计 (7) 3.2.1伺服传动机构设计 (7) 3.2.2伺服电机选择 (7) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (8) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (9) 3.3设计验算校核 (9) 3.3.1惯量匹配验算 (9) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (10) 3.3.3系统的刚度计算 (11) 3.3.4固有频率计算 (11) 3.3.5死区误差计算 (12) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (12) 第四节电气系统设计 (13) 后附6张系统框图和元器件图。 (15) 第五节心得体会 (16) 参考文献 (17)
第一节绪论 1.1课程设计目的意义 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，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。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min
电子系统设计课程设计任务书
《电子系统设计》任务书 一、实习（设计）目的与基本要求 要球学生掌握电子系统设计的全过程，掌握基于硬件平台或虚拟仪器的电子系统解决方案，并完成1-2个系统的设计。设计项目将结合学生所学的专业确定，欢迎学生将本专业中需解决的电子系统课题作为设计项目。 二、实习（设计）内容与安排 1、设计课题 (1) 设计存储器24C32与单片机的接口 (2)设计I2C总线接口的驱动程序 (3)设计一个出租车计价器： (4)设计点阵LED显示器 (5)设计电子密码锁系统 (6)设计一个多路音频采集器 (7)设计一个输出电压可调的数控直流稳压电源 (8)设计一个具有音乐起闹功能的电子钟 (9)设计一个开关稳压电源 2、学时分配 本课程设计为一周时间集中安排，建议指导教师按以下进度进行辅导。 三、考核方式 课程设计的考核结果按优秀、良好、中等、及格和不及格来评价。 对设计任务理解透彻，能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务，得出
设计结果，并按时提交准确、完整、规范的设计报告，可评为优秀；按照设计任务要求能够顺利地完成任务，得出结果，按时提交较完整的、符合要求的设计报告，可评定为良好；按照设计要求完成了硬件线路的连接和软件的编程与调试，基本完成了任务要求，提交符合要求的设计报告，可评为中等；基本完成设计目标，但不够完善，可能有若干小的缺陷，在帮助下能够完成任务要求，提交设计报告，可评为及格；不能完成指定的要求和任务，未提交设计报告的，评为不及格。 四、实习（设计）教科书、参考书 （一）教科书 马建国主编.电子系统设计.北京：高等教育出版社，2004 （二）参考书 [1] 刘君华．智能传感器系统．西安：西安电子科技大学出版社，1999 [2] 杨刚、周群主编.电子系统设计与实践.北京：电子工业出版社，2004 [3] 陈曾平、刘平、马云编著. 电路设计基础与专用系统构成.北京：科学出版社， 2006 [4] 俞承芳、宋万年、陆起涌编著. 电子系统设计.上海：复旦大学出版社，2004 五、其他需要说明的问题 完成设计任务后，在课程设计的最后阶段，需要总结全部设计工作，写出完整、规范的设计报告，在指定的时间内提交指导教师。课程设计报告要求有完整的格式，包括封面、目录、正文等，具体如下： ㈠封面 包括：课程设计题目、姓名、学号、班级、指导教师、完成日期。 ㈡目录 给出设计报告的主要标题及其所在的页码。 ㈢正文 正文包括的内容有： ⑴设计任务与要求； ⑵设计方案及论证（包括设计思路、使用到哪些芯片、各个芯片的作用） ⑶理论设计（包括各模块电路的设计及模块之间的连接） ⑷系统实现（包括硬件电路的内部连接及输入、输出信号的连接） ⑸调试过程（包括实验过程中的实验步骤、出现的问题、解决的方法、使用的实验数据等） ⑹总结（在整个课程设计过程中的收获和体会） ⑺参考资料
CA6140机械系统设计课程设计
卧式车床CA6140机械传动系统课程设计 前言 在现在机械制造工业中，切削加工仍然是将金属毛坯加工成规定的几何形状、尺寸和表面质量的主要加工方法。所以金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量在一般生产中占制造机器总工作量的40%～60%，一个国家机床工业的技术水平标志着自身装备国民经济的能力，体现着一个国家的生产实力，反映着机械工业发展的水平。因此机床工业部门必须首先为各机械制造厂提供先进的、现代化的机床装备，实现我国国民经济现代化所具备的条件。显然，金属切削机床在我国社会主义建设中起着重大的作用。金属切削机床的设计就是为切削加工设计出既经济而且满足加工要求的车床，CA6140车床加工范围广，能够满足各方面加工的需要，在这种车床的主传动中，采用齿轮传动，因为齿轮传动效率高，如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%，这对大功率传动十分重要，因为即使效率提高1%，也有很大的经济意义。而且结构紧凑工作可靠寿命长，传动比稳定，在齿轮设计中，应该首先考虑齿轮的工作条件和用途，使所设计的齿轮满足工作的需要，根据齿轮的工作条件，得出齿轮最可能的失效形式，然后进行校核，如齿根强度计算和接触疲劳强度校核，使其在有效工作期内安全可靠，在国内外齿轮的设计中，如何提高设计效率是普遍面临的问题，所以为提高设计效率，人们借助与计算机软件UG软件，它提供了功能强大的参数化设计平台。
目录 前言 ............................................................... 错误！未定义书签。 第1章机床的概述 (4) 1.1机床的作用和用途 (4) 1.1.1金属切削机床的作用： (4) 1.1.2机床的用途： (4) 1.2机床的规格 (4) 第2章机床的主传动设计 (7) 2.1主传动系统 (7) 2.1.1传动关系的确定 (7) 2.1.2各种转速的传动计算 (8) 2.1.3主传动系统图及传动内部的结构 (9) 2.1.4设计机床的主传动的基本要求错误！未定义书 签。 2.2主运动参数的选定 ............. 错误！未定义书签。 2.2.1确定最低和最高转速 .... 错误！未定义书签。 2.2.2确定其他参数 (13) 第3章机床传动装置的运动及参数的设计 (13) 3.1绘制转速图 (14) 3.1.1各轴转速 (14) 3.1.2各轴输入功率 (14) 3.1.3确定各轴的计算转速 (15) 3.1.4各齿轮的计算转速 (15) 3.1.5各轴的转矩 (15) 3.1.6转速图 (16) 3.2动力设计 ..................... 错误！未定义书签。 3.2.1带传动设计 ............ 错误！未定义书签。 第4章齿轮的设计 (19)
机电一体化课程设计报告书
机电一体化综合课程设计 《机电一体化课程设计任务书》普通格式 一．课程设计的目的 本次设计是机电一体化和计算机控制课程结束之后进行的一个重要的综合性、实践性教学环节，课程设计的基本目的是： 1、掌握机电一体化系统的设计过程和方法，包括参数的选择、传动设计、零件计算、结构设计、计算机控制等培养系统分析及设计的能力。 2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
3、训练和提高设计的基本技能，如计算，绘图，运用设计资料、标准和规，编写技术文件（说明书）等。 二．设计任务及要求 设计题目：车辆出入库单片机自动控制系统 1.设计容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书； 2.课题容简介或设计要求：编制一个用单片机控制的车辆出入库管理控制程序，控制要求如下：1）入库车辆前进时，经过1# → 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# → 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2）出库车辆前进时经过2# → 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# → 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库车辆的实际数量。 3.机械部分的设计： 4.计算机控制的设计：设计显示电路图，并按图连接。画出单片机接线图，并按图接线。编制控制程序。 摘要 本次设计车辆出入库单片机自动控制系统的基本功能和设计思路，根据给定的条件，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械和电子方面的知识，完成车辆入库自动控制，并画好元器件的连接图，其中包括装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现，设计计算与说明。 车辆出入库单片机自动控制系统对我们生活很贴近，一个很实用的系统，可以有效地帮助我们管理车库，再加上如果用单片机来实现的话成本低，很实用，这是一个很有意义的设计。车辆入库单片机自动控制系统的难点在于,如何控制
电子商务系统分析与设计课程设计报告
电子商务系统规划》课程设计报告 题目： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 成绩：
目录 一：项目背景 1.1 系统开发背景?????????????????????1 1.2 企业现行状况调查???????????????????1 1.3 企业未来核心业务描述及盈利模式分析??????????3 1.4 竞争对手分析?????????????????????3 1.5 目标系统定位与目标客户分析??????????????4 二：系统分析 2.1 系统需求分析?????????????????????4 2.2 系统用例模型?????????????????????5 三：系统设计 3.1 功能模块设计????????????????????12 3.2 系统开发环境????????????????????12 3.3 数据库及数据表的设计????????????????12 3.4 各模块代码设计???????????????????15 附：小组分工19
正美购物家电在线销售系统规划一：项目背景 1.1 系统开发背景 近年来，随着Internet 的迅速崛起，互联网已日益成为收集提供信息的最佳渠道并逐步进入传统的流通领域，互联网的跨地域性和可交互性使其在与传统媒体行业和传统贸易行业的竞争中具不可抗拒的优势，因而发展十分迅速。在电子商务在中国逐步兴起的大环境下，建立利用互联网开拓销售渠道，帮助企业及时调整商品结构，协助经销商打开货源的信息门户成为解决信息流通不畅的有效方案。毫无疑问，电子商务有利于企业转换经营机制，建立现代企业制度，提高企业的销售水平和竞争力。因此，正美购物的电子商城的建立和发展应运而生。以下是对正美购物的具体分析： 1.2 企业现行状况调查 （1 ）企业核心业务描述 正美购物以小家电产品为核心产品，旗下有电饭锅、微波炉、电暖器、电风扇、吸尘器、电水壶、摄像机等各式各样的电器产品。涵盖了厨房、浴室、居室清洁、取暖类、小视听类等多种系列。内容丰富，范围广阔。 （2）企业现行的组织结构及主要协作伙伴 组织结构： 正美购物是新一代的B2C 电子商务销售商。总部设于北京，并在上海，广州、深圳等全国各地开设分店，渗透经营。
机电一体化课程设计
专业：机电一体化 班级： 08—1班 老师：刘顺东 学号： ******** 姓名： **** 日期： 2013年2月
XY工作台部件及单片机控制设计 目录 1.序言 (3) 2.总体方案设计 (3) 2.1.设计任务 (3) 2.2.总体方案确定 (3) 3.机械系统设计 (4) 3.1.工作台外形尺寸及重量估算 (4) 3.2.滚动导轨的参数确定 (5) 3.3.滚珠丝杠的设计计算 (6) 3.4.步进电机的选用 (8) 3.5.确定齿轮传动比 (13) 3.6.确定齿轮模数及有关尺寸 (13) 3.7.步进电机惯性负载的计算 (13) 4.控制系统硬件设计 (14) 4.1.CPU板 (14) 4.2.驱动系统 (16) 4.3.控制系统软件的组成和结构 (18) 5.参考文献 (22)
1.序言 据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。但尽快将我国现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。为此，如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。 在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。 由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50%以上的资金。从我国的具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5，一般用户都承担得起。这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。 据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。 在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床，其中数控机床是最能适应这种生产需要的。 从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础之上。通过理论上的推导和实践使用的证明，把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点：1）可靠性高；柔性强；易于实现机电一体化；2）经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能，降低生产成本，用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经济效益。 2.总体方案设计 2.1.设计任务 设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C3B3H＝145mm3160mm312mm；底座外形尺寸C13B13H1＝210mm3220mm3140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 2.2.总体方案确定 2.2.1.系统的运动方式与伺服系统 数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。定位方式采用增量坐标控制。 为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。
电子系统设计课程设计
《电子系统设计课程设计》项目设计书 项目名称打地鼠 小组成员1 小组成员2 小组成员3 专业 任课教师 成都理工大学信科院电子系 2013年6月
1项目名称，并简要说明应用背景。 项目名称：打地鼠 应用背景：打地鼠游戏是人们生活中常见的一种休闲小游戏。此游戏玩法简单，考验人们的反应速度。开发者可以根据人们兴趣开发出具有多功能的打地鼠游戏，比如升级、道具、过关等，增加游戏的趣味性。 2项目设计需求（包括功能描述和性能设计指标） 功能描述： 1.启动系统，液晶屏第一排随机显示一个1-9的数字，显示地鼠（?）或地雷（*），中间显示剩余时间，右边显示分数；液晶屏第二排显示游戏的英文名称——打地鼠。 2.开始游戏后，在背景音乐伴随下显示“Ready Go!!!”，之后正式进入游戏游戏历时2min,随着时间的增加，数字显示速度加快，游戏中课随时按K10键暂停，再次按则恢复游戏。 3.进入游戏界面后，随机产生地鼠和地雷（地雷产生的概率为10%），但随着时间的增加，地雷出现的概率会增加，数字更新的速度也越快。按键分别对应独立键盘的9个按键，按下某个键即代表击打相应位置。 4.若击中地鼠：正常情况下分数加1，若在较短时间（实际为地鼠产生到消失的前一半时间内）击中，则“快速反应，双倍加分”，即分数加2。若击中地雷，则分数减1，若未按下相应键，则分数加1。
5.游戏结束，背景音乐停止，保留最高分，分数和时间在按复位后刷新。 性能设计指标：能通过复位，玩家可以持续玩游戏。自动保存和人为清除游戏数据。 3设计方案 3.1 系统设计框图及原理阐述 设计框图： 原理阐述： 1)复位电路 复位条件：89C52单片机复位需要一个长达24个时钟周期的高电平才能复位，复位的作用就是使程序的指针指向地址0，每个程序都是从地址0开始执行，所以复位的概念就是让程序从头开始执行。
CM6132机械系统设计课程设计精密车床主轴箱与变速箱系统设计说明
目录 绪论 (1) 1．概述 (5) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5) 1.2设计任务和主要技术要求 (5) 1.3操作性能要求 (6) 2.技术参数确定与方案设计 (6) 2.1原始数据 (6) 2.2开展CM6132功能原理设计 (6) 3．运动设计 (7) 3.1确定转速极速 (7) 3.1.1计算主轴最高转速 (9) 3.1.2计算主轴最低转速 (10) 3.1.3确定主轴标准转速数列 (11) 3.2主电动机的选择 (12) 3.3变速结构的设计 (14) 3.3.1 主变速方案拟定 (14) 3.3.2 拟定变速结构式 (14) 3.3.3拟定变速结构网 (15) 3.3.4 验算变速结构式 (16)
3.4绘制转速图 (17) 3.5 齿轮齿数的估算 (20) 3.6 主轴转速误差 (23) 4.动力设计 (26) 4.1电机功率的确定 (26) 4.2确定各轴计算转速 (26) 4.3 带轮的设计 (27) 4.4传动轴直径的估算 (30) 4.5齿轮模数的确定 (33) 4.6主轴轴颈的直径 (36) 4.6.1主轴悬伸量a (36) 4.6.2主轴最佳跨距0L 的确定和轴承的选择 (36) 4.6.3主轴组件刚度验算 (37) 5. 结构设计 (38) 5.1齿轮的轴向布置 (39) 5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40) 5.2.1 I 轴的设计 (42) 5.2.2 II 轴的设计 (42) 5.2.3 III 轴的设计 (42) 5.2.4 带轮轴的设计 (42) 5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43) 5.2.6主轴的设计 (43) 5.2.7 主轴组件设计 (43) 5.3齿轮布置的注意问题 (44)
2016《电子系统综合设计》课程设计内容及要求
《电子系统综合设计》课程设计内容及要求 2016年6月12日谢雅佳一、课程设计目的 通过一个以工程实践或社会生活为背景的电子系统的研究、设计与实现，使学生能将已学过的模拟电路、数字电路以及单片机等知识综合运用于电子系统的设计中，从而培养学生知识综合应用及电子系统设计的能力，自主学习与实践能力。 二、课程设计内容 内容1：仿真类 使用仿真软件（Multisim、Protues、LabView、Matlab等）实现某一特定的功能的应用仿真。（例如计数器仿真，交通灯仿真，水位触发器仿真，单片机系统仿真，滤波器仿真等）最高分不高于75分。 内容2：硬件类 基于简单数字芯片的应用：以某种数字芯片为基础，实现某一个特定功能的应用（例如用74LS138译码器构成的系统，NE555运放构成的系统，信号发生器，音频放大电路等）。最高分不高于85分。 基于单个微控制器的应用：以某种智能控制平台为基础，以某个接口为基础，实现某一个特定功能的应用（例如基于单片机的时钟系统，温度检测系统，无线通信系统等）。最高分不高于100分。 三、课程设计时间安排及要求 总时间安排： 前半程（周三前）根据自已实际设计目的，自主选择研究课题，自主安排时间及实验地点，并进行方案论证、系统分析、需求设计、分工、初步设计。 后半程（周五前）进行详细设计、测试等工作，最终于期末提交全部文档（仿真文件或
相关的设计说明、硬件原理图、软件源程序等）。 具体时间安排： 时间：第17周周一~周五 地点：金荣楼A412 布置及验收时间： 周一上午 8:00~9:00 通信141 课程设计讲解及安排 9：00~10:00 通信142 课程设计讲解及安排 10：00~11:00 通信143 课程设计讲解及安排 周三前：将确定好的题目发给各班学委 周五上午 8:30~11:00 通信141 课程设计验收 下午 13：30~16:00 通信142 课程设计验收 16：00~18:00 通信143 课程设计验收 参加：全体 其他时间：自行安排 答疑时间：周一~周五上午 8:30-11:30 下午 15:00-17:30 注：提前做完的同学亦可在答疑时间进行验收，验收后，交齐所有材料便可以不再来。 四、考核要求及成绩评定标准 考核要求: 设计思路清晰，流程合理，功能完善。独立完成。 考核过程: 运行仿真程序或演示作品，回答教师随机提问的问题 成绩评定： 总评成绩＝设计×70% +设计报告×30% 评分标准： 作品及仿真的完成度，创新性，综合性。理论上硬件类作品得分高于仿真类作品。另外，若最后实在调试不出来亦可进行验收，详细说明故障原因即可。
机械系统设计课程设计6级变速
哈尔滨理工大学 课程设计 题目：机械系统设计课程设计 院系：机械设计制造及其自动化 班级： 分级变速主传动系统设计 摘要 《机械系统设计》课程设计内容有理论分析与设计计算，图样技术设计和技术文件编制三部分组成。 1、理论分析与设计计算： （1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。 （2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算与校核。2、图样技术设计： （1）选择系统中的主要组件。 （2）图样的设计与绘制。 3、编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我技术经济评价。 （2）编制设计计算说明书。 关键词分级变速；传动系统设计,传动副，结构网，结构式，齿轮模数，传动比，计算转速 目录 一、绪论 (4) 1.1课程设计目的 (4) 1.2课程设计内容 (4) 1.3课程设计题目，主要技术参数和技术要求 (4) 二、运动设计 (6)
2.1运动参数及转数图的确定 (6) 2.2核算主轴转数误差 (8) 三、动力计算 (10) 3.1.带传动设计 (10) 3.2.计算转速的计算 (11) 3.3.齿轮模数计算及验算 (11) 3.4.传动轴最小轴颈的初定 (13) 3.5.主轴合理跨距的计算 (14) 四、主要零部件的校核 (16) 4.1齿轮强度、刚度校核 (16) 4.2轴的刚度校核 (16) 4.3轴承寿命校核 (17) 总结 (19) 参考文献 (19)
一、绪论 1.1课程设计的目的 《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 1.2课程设计的内容 《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。 1.2.1 理论分析与设计计算： （1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。 （2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。 （3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。 1.2.2 图样技术设计： （1）选择系统中的主要机件。 （2）工程技术图样的设计与绘制。 1.2.3编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。 （2）编制设计计算说明书。 1.3课程设计题目、主要技术参数和技术要求 1.3.1课程设计题目和主要技术参数 题目：分级变速主传动系统设计 技术参数：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min；Z=6级；公比为1.58；电