機(jī)械類專業(yè)基本技能考核課程實(shí)踐說明書資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專業(yè)基本技能實(shí)踐綜合考核課程實(shí)踐說明書年 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 綜合實(shí)踐時(shí)間： 福建農(nóng)林大學(xué)2016年 1 月 目 錄1、零件分析.11.1、零件的作用.11.2零件的工藝分析.1 1.3、尺寸和粗糙度的要求.1 2、選擇加工方法，擬定工藝路線.32.1、基面的選擇.32.2、粗基準(zhǔn)的選擇.32.3、精基準(zhǔn)的選擇.32.4、制定機(jī)械加工工藝路線.33、毛坯的設(shè)計(jì).43.1、選擇毛坯.43.2、確定機(jī)加工余量、毛坯尺寸和公差.43.3、確定機(jī)械加工加工余量.44、加工M10螺紋的夾具設(shè)計(jì).54.1、 定位基準(zhǔn)的選擇.54.2切削力和夾

2、緊力的計(jì)算.54.3夾具設(shè)計(jì)及簡要操作說明.65、 確定切削用量以及基本時(shí)間的確定.66、 零件的二維圖.1455558833455569011專心-專注-專業(yè)1、零件分析1.1、零件的作用 題目所給定的零件是軸套類零件。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動(dòng)力。1.2、零件的工藝分析由零件圖可知，該零件的材料為45#鋼，鍛造成型，由零件的尺寸公差選擇模鍛加工成型，保證不加工表面達(dá)到要求的尺寸公差。 該零件需要加工的表面可大致分為以下四類： （1） 15的孔（2） 以15孔的軸心線為基準(zhǔn)的兩平面。 （3） 以15孔的軸心線為基準(zhǔn)的兩側(cè)面。 （

3、4） 以15mm槽為基準(zhǔn)的M10*1-7H的螺紋孔。  1.3、尺寸和粗糙度的要求 15的孔的上偏差為+0.043，下偏差為+0.016，配合公差為F8，屬于間隙配合，孔的內(nèi)表面的粗糙度為3.2，要求較高，鑒于孔徑為15.81，可先采用14的麻花鉆鉆孔，在用10的立銑刀進(jìn)行擴(kuò)孔，最后用無心砂輪進(jìn)行精加工。 15的孔的上下兩平面距離孔中心線的尺寸分別為11mm和12.7mm，上表面的粗糙度為6.3，下表面的粗糙度為12.5，直接采用立銑刀銑削加工即可達(dá)到要求。 以15的孔的軸心線為基準(zhǔn)的尺寸為9.65mm的兩側(cè)面的表面粗糙度為6.3，可直接用端面立銑刀進(jìn)行

4、加工保證尺寸要求。 以15mm撥槽為基準(zhǔn)的叉口的上下端面的尺寸分別為33.5mm和39.4mm其表面粗糙度為6.3，可直接用端面立銑刀進(jìn)行加工保證尺寸要求。 以15的孔的軸心線為基準(zhǔn)的叉口兩側(cè)面尺寸為53mm，表面粗糙度為6.3，可直接用端面立銑刀進(jìn)行加工保證尺寸要求。 撥槽的最前端面，以15孔的下端面為基準(zhǔn)，其尺寸為56，其表面粗糙度為12.5 以15mm撥槽為基準(zhǔn)的M10*1-7H的螺紋孔，先采用8.5的麻花鉆鉆孔，再采用10的絲錐攻絲完成。圖1-1圖1-2圖1-3 2、選擇加工方法，擬定工藝路線2.1、基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中

5、的重要設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。  2.2、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇影響影響各加工面的余量分配及不需加工表面與加工表面之間的位置精度。為了保證叉口上下平面與15孔的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均勻，所以選擇叉口的上端面作為第一道工序的定位基準(zhǔn)。 2.3、精基準(zhǔn)的選擇 以第一道工序中的已加工面作為下到工序的定位平面，以15.81孔的中心軸線為定位基準(zhǔn)，確保設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的重合，以減少加工誤差。2.4、制定機(jī)械加工工藝路

6、線方案工序10：鍛造工序20：銑32的左、右端面工序30：擴(kuò)，鉸15的孔工序40：銑寬31.28的表面工序50：銑寬31.28左右端面工序60：銑9.65的端面工序70：銑寬21.64的槽工序80：加工R21的圓弧工序90：銑86.4的表面工序100：銑54的表面工序110：鉆M10的螺紋孔，攻絲M10工序120：去毛刺工序130：驗(yàn)收 3、毛坯的設(shè)計(jì)3.1、選擇毛坯 該零件的材料為45#鋼，采用模鍛毛坯成型。  3.2、確定機(jī)加工余量、毛坯尺寸和公差撥叉零件材料為 45，硬度選用180HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用鍛造。對毛坯初步設(shè)計(jì)如下： 1. 32圓

7、的左右端面32圓的左右端面的粗糙度為12.5，查機(jī)械工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-12，知Z=2.0mm2. 32mm的孔 M10孔最大只有15.8mm，因此在毛坯的設(shè)計(jì)時(shí)，不宜設(shè)計(jì)底孔。毛坯采用實(shí)心鑄造。 3. 側(cè)面 該叉口兩側(cè)面粗糙度都是6.3，進(jìn)行一次粗銑即可。選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。 4.內(nèi)圓面 內(nèi)圓面的圓弧半徑為R18mm，直接鑄造出來，查資料知，砂型鑄造機(jī)械翻砂造型的尺寸公差等級為810級， 5.寬31.28和21.64的面 寬31.28和21.64的側(cè)面，粗造度為6.3,12.5，進(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機(jī)械工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表3-3知Z=2.0mm 6.

8、寬14.2的槽 因其寬度只有14.2，粗糙度為12.5，所以直接鑄造成實(shí)心，其它表面均為不加工表面，鍛造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求。3.3、確定機(jī)械加工加工余量  根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為4，孔的加工余量按相關(guān)表查找選取。  4、加工M10螺紋的夾具設(shè)計(jì)工序90：銑寬9.65的端面，選用機(jī)床：Z5140立式鉆床，X51銑床4.1、定位基準(zhǔn)的選擇以15孔及其端面作為定位基準(zhǔn)，工件的另一端面作為輔助基準(zhǔn)4.2、切削力和夾緊力的計(jì)算由于本道工序完成工藝孔的鉆孔加工，鉆力。由機(jī)械加工工藝手冊得：鉆削力 式（4-1）鉆削

9、力矩 式（4-2）式中： 代入公式（4-1）和（4-2）得 夾緊力方向與鉆削力方向相同。4.3、夾具設(shè)計(jì)及簡要操作說明把一面、一心軸、一削邊銷做為定位，螺母、心軸、快換墊圈夾緊工件，這樣能滿足批量生產(chǎn)要求裝配圖附圖如下：圖4-15、確定切削用量及基本工時(shí)工序10：鍛造工序20：調(diào)質(zhì)處理工序30：銑叉口寬51的面臥式銑床X62選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/

10、min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序40：銑20.5左端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 一次走刀內(nèi)銑完，則2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3） 計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序50：銑20.5右端面及寬11的面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，

11、則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序60：銑寬16.5的面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序70：鉆，擴(kuò)，鉸15

12、.81F8孔工步一鉆孔至14確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工14孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：擴(kuò)孔利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取根據(jù)機(jī)床說明書，選取則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步3：鉸孔根據(jù)參考文獻(xiàn)表2-25，得查參考文獻(xiàn)表5.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，實(shí)際切削速度。切削工時(shí)：，則機(jī)

13、動(dòng)工時(shí)為工序80：銑叉口的左右端面1. 選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取225當(dāng)225r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序90：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，攻絲M10工步一：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：工步二

14、：攻螺紋M10mm 選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：工序100：銑寬9.65的左右端面立式銑床X51選擇刀具刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為總的工時(shí)：T=2t=1.242min工序110：銑寬14.2的槽立式銑床X51選擇刀具刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定

15、銑削用量1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序120：清洗去毛刺工序130：驗(yàn)收工序140：入庫 6、零件的二維圖7、 直流電機(jī)系統(tǒng)論述7.1 總體方案直流電機(jī)PWM控制系統(tǒng)的主要功能包括：直流電機(jī)的加速、減速以及電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，還能方便的讀出電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能控制。其間，還包括直流電機(jī)的直接清零、啟動(dòng)（置數(shù)）、暫停、連續(xù)功能。 該直流電機(jī)

16、系統(tǒng)由以下電路模塊組成：振蕩器和時(shí)鐘電路，這部分電路主要由89C51單片機(jī)和一些電容、晶振組成。輸入部分：這一模塊主要是利用帶中斷的獨(dú)立式鍵盤來實(shí)現(xiàn)。控制部分：主要由89C51單片機(jī)的外部中斷擴(kuò)展電路組成。顯示部分：包括液晶顯示部分和LED數(shù)碼顯示部分。顯示部分由SM四位共陽數(shù)碼管組成顯示模塊；LED數(shù)碼顯示部分由七段數(shù)碼顯示管組成。直流電機(jī)PWM控制實(shí)現(xiàn)部分：主要由一些二極管、電機(jī)和L298直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。7.2 基本原理1）主體電路： 直流電機(jī)PWM控制模塊：這部分電路主要由89C51單片機(jī)的I/O端口、定時(shí)計(jì)數(shù)器、外部中斷擴(kuò)展等控制直流電機(jī)的加速、減速以及電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且可以

17、調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，還可以方便的讀出電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小和了解電機(jī)的轉(zhuǎn)向，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能控制。 此外，還包括直流電機(jī)的直接清零、啟動(dòng)（置數(shù)）、暫停、連續(xù)功能。其間是通過89C51單片機(jī)產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號并輸入到L298驅(qū)動(dòng)芯片來控制直流電機(jī)工作的。2）各部分電路模塊的組成： （a）設(shè)計(jì)輸入部分：這一模塊主要是利用帶中斷的獨(dú)立式鍵盤來實(shí)現(xiàn)。 （c）設(shè)計(jì)控制部分：主要由89C51單片機(jī)的外部中斷擴(kuò)展電路組成。 （b）設(shè)計(jì)顯示部分：是直接采用SM四位共陽數(shù)碼管組成顯示模塊。3）直流電機(jī)PWM控制實(shí)現(xiàn)部分： 主要由一些二極管、電機(jī)和L298直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。7.3 原理框圖1）系統(tǒng)組成：如圖

18、7-1所示圖7-1 直流電機(jī)PWM調(diào)速方案 2）方案說明： 直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為控制核心，由命令輸入模塊、LED顯示模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。采用帶中斷的獨(dú)立式鍵盤作為命令的輸入，單片機(jī)在程序控制下，定時(shí)不斷給直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送PWM波形，H型驅(qū)動(dòng)電路完成電機(jī)正，反轉(zhuǎn)控制；同時(shí)單片機(jī)不停的將從鍵盤讀取的數(shù)據(jù)送到LED顯示模塊去顯示，從中不僅能讀取其速度，而且能知道它的轉(zhuǎn)向。 8、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)8.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）單片機(jī)AT89C51： AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦出只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用AT

19、MEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集合輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。2）復(fù)位電路及時(shí)鐘電路： 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路是維持單片機(jī)最小系統(tǒng)運(yùn)行的基本模塊。兩種常用復(fù)位電路：上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。其中：上電復(fù)位，如圖8-1所示；手動(dòng)復(fù)位，如圖8-2所示。 圖8-1 上電復(fù)位 圖8-2 手動(dòng)復(fù)位有時(shí)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)程序跑飛的情況，在程序開發(fā)過程中，經(jīng)常需要手動(dòng)復(fù)位。所以本次設(shè)計(jì)選用手動(dòng)復(fù)位。高頻率的時(shí)鐘有利于程序更快的運(yùn)行，也有利于實(shí)現(xiàn)更高的

20、信號采樣率，從而實(shí)現(xiàn)更多的功能。但是高速對系統(tǒng)的要求較高，而且功耗大，運(yùn)行環(huán)境苛刻?？紤]到單片機(jī)本身用于控制，而并非高速信號采樣處理，所以選取合適的頻率即可。合適頻率的晶振對于選頻信號強(qiáng)度準(zhǔn)確度都有好處。本次設(shè)計(jì)選取12.0M無源晶振接入XTAL1和XTAL2引腳。并聯(lián)2個(gè)30pF陶瓷電容幫助起振。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖8-3所示： 圖8-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)8.2 電源電路設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源的基本原理：直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如圖3-4所示。圖8-4 直流電源原理1） 電源變壓器T： 將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui，變壓器副邊

21、與原邊的功率比為P2/P1=n，式中n是變壓器的效率。2） 整流電路： 整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。3） 濾波電路： 各濾波電路C滿足RL-C=（35）T/2，式中T為輸入交流信號周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。4） 穩(wěn)壓電路: 常用的穩(wěn)壓電路有兩種形式：一是穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，二是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。二者的工作原理有所不同。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會(huì)引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的

22、目的。它一般適用于負(fù)載電流變化較小的場合。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是利用電壓串聯(lián)負(fù)反饋的原理來調(diào)節(jié)輸出電壓的。集成穩(wěn)壓電源事實(shí)上是串聯(lián)穩(wěn)壓電源的集成化。3.3 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)由于單片機(jī)P3口輸出的電壓最高才有5V，難以直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。所以我們需要使用恒壓恒流橋式2A驅(qū)動(dòng)芯片L298N來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本設(shè)計(jì)所采用的L298N，可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號VSS，VSS可接4.57V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為2.546V，輸出電流可達(dá)2.5A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2和O

23、UT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺電動(dòng)機(jī)，連接于OUT1和OUT2端口之間（電動(dòng)機(jī)在子圖中未畫出）。此外，5，7腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。同時(shí)，需要加四個(gè)二極管在電機(jī)的兩端，防止電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)候產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊電流燒壞電機(jī)。具體直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，如圖8-5所示。 圖8-5 驅(qū)動(dòng)電路8.4 顯示模塊設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)顯示模塊直接采用的是SM 四位共陽數(shù)碼管顯示。又因?yàn)閱纹瑱C(jī)的輸出端口輸出的電流較小，點(diǎn)亮數(shù)碼管的能力不大，所以需要采用三極管對輸出電流進(jìn)行放大，此次三極管采用的是C9013，具體放大電路如圖8-6所示： 圖8-6

24、 放大電路8.5 按鈕電路設(shè)計(jì)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停、加速、減速五個(gè)開關(guān)分別與單片機(jī)的P1.0，P1.1，P1.2，P1.3，P1.4相連，然后再與地相連。急停實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的停轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的反轉(zhuǎn)，加速實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的加速，減速實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的減速，其電路如圖8-7所示。 圖8-7 控制按鈕電路8.6 元件參數(shù)選擇1）實(shí)際計(jì)算過程 （a）變壓器選擇：變壓器選擇雙15V變壓，考慮到電流不需要太大，最大電流為1A，實(shí)際選擇變壓器輸出功率為10W，可以很好的滿足要求。 （b）整流橋：考慮到電路中會(huì)出現(xiàn)沖擊電流，整流橋的額定電流是工作電流的23倍。選取RS301（100V，3A）即

25、可，實(shí)際購買過程中選擇了RS30（700V，3A）也符合設(shè)計(jì)要求。 （c）濾波電容：考慮到對紋波電壓要求比較高，故選擇了2200F耐壓值為25V以及100F耐壓值50v的電解電容。 （d）去耦電容：去耦電容的選擇是7812及7805芯片要求的，查手冊可知分別為0.01F，用來濾除高頻分量防止產(chǎn)生自激。 （e）電解電容：為了防止負(fù)載產(chǎn)生沖擊電流，故在輸出端加入2200F、耐壓值為25V的電解電容。 （f）7805支路的元件參數(shù)基本相同。2） 直流電源產(chǎn)生電路:12V如圖8-7所示、5V如圖8-8所示: 圖8-7 12V電源 圖8-8 5V電源注：系統(tǒng)整體硬件電路圖，詳見附錄A。9、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

26、9.1 總體方案利用P3口，編制程序輸出一串脈沖，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，改變輸出脈沖的電平的持續(xù)時(shí)間，達(dá)到使電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停轉(zhuǎn)等目的。由軟件編程從P3.0/P3.1管腳產(chǎn)生PWM 信號，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路輸出給電機(jī)，從而控制電機(jī)得電與失電。軟件采用延時(shí)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。單片機(jī)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)按動(dòng)啟動(dòng)按鈕后，根據(jù)P3.0為高電平時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，P3.1為高電平時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。根據(jù)不同的加減速按鈕，調(diào)整P3.0/ P3.1輸出高低電平時(shí)的占空比，從而可以控制P3.0/ P3.1輸出高低電平時(shí)的有效值，進(jìn)而控制電機(jī)的加減速。 其總體流程圖如圖9-1所示：圖9-1 總體程序流程圖P3.0/

27、P3.1脈沖寬度調(diào)制器(PWM) 通道,它們產(chǎn)生可由編程決定寬度和間隔的脈沖。脈沖的間隔周期是由一個(gè)FOR循環(huán)控制,來產(chǎn)生不同的占空比。單片機(jī)產(chǎn)生的PWM信號不能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),這就需要設(shè)計(jì)合適的驅(qū)動(dòng)電路，用以可以間接地驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使其能夠正常運(yùn)行。為此，我們可借助于恒壓恒流橋式2A驅(qū)動(dòng)芯片L298N來完成對電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。具體的設(shè)計(jì)方法是通過Keil C編程，Proteus聯(lián)合仿真來實(shí)現(xiàn)的。9.2 相關(guān)軟件介紹1）Proteus Proteus是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供Schematic Drawing，SPICE仿真與PCB設(shè)計(jì)功能，這一點(diǎn)Proteus與multisim比較類似，只

28、不過它可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU，與Keil和MPLAB不同的是它還提供了周邊設(shè)備的仿真，只要給出電路圖就可以仿真，例如373，led，示波器，Proteus提供了大量的元件庫有RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLAB，里面有大量的例子參考。 （a）Proteus可提供的仿真元件資源Proteus軟件提供了可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫； （b）Proteus可提供的仿真儀表資源虛擬儀器儀表的數(shù)量、類型和質(zhì)量，是衡量仿真軟件實(shí)驗(yàn)室是否合格

29、的一個(gè)關(guān)鍵因素。在Proteus軟件中，理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用； （c）除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來； （d）Proteus還提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。2）Keil Keil是德國開發(fā)的一個(gè)51單片機(jī)開發(fā)軟件平臺，最開始只是一個(gè)支持C語言和匯編語言的編譯器軟件。后來隨著開發(fā)人員的不斷努力以及版本的不斷升級，使它已經(jīng)成為了一個(gè)重要的單片機(jī)開發(fā)平臺，不過KEIL的界面并不是非常復(fù)雜，操作也不是非常困難，很多工程師的開發(fā)的優(yōu)秀程序都是在KEIL的平

30、臺上編寫出來的。可以說它是一個(gè)比較重要的軟件，熟悉他的人很多很多，用戶群極為龐大，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過偉福等廠家軟件用戶群，操作有不懂的地方只要找相關(guān)的書看看，到相關(guān)的單片機(jī)技術(shù)論壇問問，很快就可以掌握它的基本使用了。 （a）Keil的UVision2可以進(jìn)行純粹的軟件仿真(仿真軟件程序，不接硬件電路)，也可以利用硬件仿真器，搭接上單片機(jī)硬件系統(tǒng)，在仿真器中載入項(xiàng)目程序后進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真； （b）可以使用UVision2的內(nèi)嵌模塊Keil Monitor-51，在不需要額外的硬件仿真器的條件下，搭接單片機(jī)硬件系統(tǒng)對項(xiàng)目程序進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真； （c）uVision2調(diào)試器具備所有常規(guī)源極調(diào)試，符號調(diào)試特性以及歷史

31、跟蹤，代碼覆蓋，復(fù)雜斷點(diǎn)等功能。DDE界面和shift語言支持自動(dòng)程序測試。9.3 應(yīng)用軟件的編制、調(diào)試 使用Keil 軟件工具時(shí)，項(xiàng)目開發(fā)流程和其它軟件開發(fā)項(xiàng)目的流程極其相似。1）創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，從器件庫中選擇目標(biāo)器件，配置工具設(shè)置；2）用C語言或匯編語言創(chuàng)建源程序；3）用項(xiàng)目管理器生成應(yīng)用；4）修改源程序中的錯(cuò)誤；5）測試，連接應(yīng)用。注：控制程序，詳見附錄B。10、仿真結(jié)果與分析10.1仿真電路圖 如圖10-1所示：圖10-1 仿真電路圖10.2 仿真結(jié)果1）半速運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行結(jié)果如圖10-1所示： 圖10-1 電機(jī)半速運(yùn)行2）按下急停鍵，停止運(yùn)行如圖10-2所示：圖10-2 電機(jī)停止運(yùn)行3

32、）按下加速鍵，加速運(yùn)行如圖10-3所示：圖10-3 電機(jī)加速運(yùn)行4）按下減速鍵，減速運(yùn)行如10-4所示：圖10-4 電機(jī)減速運(yùn)行5） 按下反轉(zhuǎn)鍵，反轉(zhuǎn)運(yùn)行如圖10-5所示：圖10-5 電機(jī)反向運(yùn)行11、總結(jié)本次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過

33、這次設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！12、參考文獻(xiàn)1機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊王紹俊主編北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.11 2機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)尹成湖，李保章，杜金萍主編 出版社：高等教育出版社.2009.33金屬切削原理與刀具朱明臣北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 4 機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)張進(jìn)生等編北京：機(jī)械工業(yè)出艇杜，1995 5機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題張龍勛

34、主編北京：機(jī)械工業(yè)出版杜，20136 直流無刷電動(dòng)機(jī)原理及應(yīng)用M張琛.，北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，1996.7 用單片機(jī)控制直流電機(jī)變速J周興華.，電子制作，2006，Vol.34，NO.6： 34-35.8 直流電機(jī)PWM無級調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J 岳東海，顏鵬.，價(jià)值工程，2010，Vol.14，NO.2:135-136.9 3A驅(qū)動(dòng)能力PWM直流電機(jī)控制電路的制作J 郭浩.，電子制作，2007，Vol.9，NO.10:42-43.10 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性分析（英文）J 楊斌文，梅英，徐宇明.，湖南文理學(xué)院報(bào)（自然科學(xué)版），2006，V0l.18,DO.2: 60-61,68.11 電動(dòng)

35、機(jī)控制系統(tǒng)M王鑒光.，北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，1994.12 電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制M 王小明.，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.13 電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)M顧繩谷., 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.附錄A：系統(tǒng)整體硬件電路圖系統(tǒng)整體硬件電路圖附錄B：程序代碼#include<at89x51.h>#define unchar unsigned char#define unint unsigned intunsigned char code dispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0x

36、c6,0xa1,0x86,0x84,0xff,0xbf; /顯示代碼unsigned char dispbitcode=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;/位選口unsigned char dispbuf4=0,0,0,0;unsigned char dispbitcnt;unint mstcnt;unint i;unint count=0;unchar tp=0;void ledshow();void keyscan();void delay();void just();void turn();void motorstop();void speedup();void speeddown();void main(void)P3_0=1;P3_1=0;dispbuf0=16;TMOD=0x02;TH0=0x0