電力機(jī)車(chē)高級(jí)位運(yùn)行時(shí),牽引無(wú)流預(yù)備燈亮的原因分析及處理及經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部件及數(shù)控加工編程設(shè)計(jì)

黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：電力機(jī)車(chē)高級(jí)位運(yùn)行時(shí),牽引無(wú)流預(yù)備燈亮的原因分析及處理專(zhuān)業(yè)班級(jí)：鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛姓名：

年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目：電力機(jī)車(chē)高級(jí)位運(yùn)行時(shí),牽引無(wú)流預(yù)備燈亮的原因分析及處理本課題的來(lái)源、選題依據(jù)：根據(jù)三年以來(lái)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電力機(jī)車(chē)預(yù)備控制電路的重要性。本課題的設(shè)計(jì)（研究）意義（相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)）：電力機(jī)車(chē)在運(yùn)行中預(yù)備燈不滅所起到的作用及其故障原因和處理方法，系統(tǒng)的掌握電力機(jī)車(chē)牽引電動(dòng)機(jī)的重要性。本課題的基本內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)，擬采用的實(shí)現(xiàn)手段（途徑）：（可以另附頁(yè)電力機(jī)車(chē)預(yù)備控制電路的理解電力機(jī)車(chē)預(yù)備燈不滅的原因分析與處理電力機(jī)車(chē)手柄高級(jí)位走車(chē)控制過(guò)程文獻(xiàn)綜述（列出主要參考文獻(xiàn)的作者、名稱(chēng)、出版社、出版時(shí)間以及與本課題相關(guān)的主要參考要點(diǎn)）：1、余衛(wèi)斌，韶山9型電力機(jī)車(chē)，北京：中國(guó)鐵路出版社，2005.2、張有松，朱龍駒，韶山4型電力機(jī)車(chē)，北京：中國(guó)鐵路出版社，1988.3、華平，電力機(jī)車(chē)控制，北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.4、喬增嘅，電力機(jī)車(chē)控制，北京：中國(guó)鐵道出版社，1998.5、潘京濤，電力機(jī)車(chē)電氣線路調(diào)試，齊齊哈爾：自編，20096、潘京濤，電力機(jī)車(chē)故障處理，齊齊哈爾：自編，2010指導(dǎo)教師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師：年月日專(zhuān)業(yè)部意見(jiàn)：簽字年月日中期進(jìn)展情況檢查表年月日課題名稱(chēng)預(yù)備燈不滅的原因分析與處理學(xué)生姓名學(xué)號(hào)1專(zhuān)業(yè)電力機(jī)車(chē)指導(dǎo)教師職稱(chēng)助教主要研究?jī)?nèi)容及進(jìn)展研究?jī)?nèi)容：電力機(jī)車(chē)高級(jí)位運(yùn)行時(shí),牽引無(wú)流預(yù)備燈亮的原因分析及處理尚須完成的任務(wù)整理圖紙，結(jié)題，打印論文存在的主要問(wèn)題及解決措施存在的問(wèn)題：對(duì)電力機(jī)車(chē)手柄高級(jí)位走車(chē)控制過(guò)程了解不透徹解決措施：向?qū)I(yè)老師咨詢(xún)和查閱相關(guān)參考資料指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)專(zhuān)業(yè)部審查意見(jiàn)目錄TOC\o"1-2"\h\z\u中文摘要 1Abstract 2前言 3第1章?tīng)恳A(yù)備燈不得電的故障現(xiàn)象 41.1預(yù)備燈亮的故障現(xiàn)象 4第2章風(fēng)速延時(shí)電路分析 52.1風(fēng)速延時(shí)控制環(huán)節(jié)中的幾個(gè)聯(lián)鎖觸點(diǎn)： 52.2風(fēng)速中間繼電器得電電路分析 62.3560KA、561KA得電電路 62.4風(fēng)速延時(shí)時(shí)間繼電器530KT得電電路分析 7第3章預(yù)備電路 93.1前牽時(shí)，556KA的得電的控制電路分析 93.2制動(dòng)時(shí)，556KA的得電的控制電路分析 123.3530KT風(fēng)速延時(shí)電路分析 133.4牽引向前控制電路分析 143.5牽引向后控制電路分析 163.6制動(dòng)控制電路分析 163.7信號(hào)控制電路分析 17第4章手柄高極位預(yù)備燈亮的原因分析 174.1“預(yù)備”未完成 174.2電子柜沒(méi)有收到操縱端信號(hào) 184.3電子柜故障 184.4手枘離開(kāi)“零位”信號(hào)未進(jìn)入電子柜 184.5牽引主電路回路未形成 184.6監(jiān)控裝置誤動(dòng)作 19第5章處理方法 195.1SS4電力機(jī)車(chē)提手柄預(yù)備燈不滅處理方法 195.2提手柄牽引制動(dòng)無(wú)流（預(yù)備燈滅）處理方法 19致謝 20參考文獻(xiàn) 21西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)·(·567KA·+530KT)·4QF·556KA·400·556KA得電標(biāo)志預(yù)備成。牽引向后時(shí)，導(dǎo)線404經(jīng)107QPBW(向后時(shí)閉合)和108QPBW(向后時(shí)閉合)，使導(dǎo)線427有電，以后的環(huán)節(jié)與牽引向前時(shí)完全一樣。由此可以看出牽引時(shí)要使556KA得電動(dòng)作，必須具備以下幾個(gè)條件：a．司機(jī)操作電鑰匙必須給上，即570QS置“1”位；b．二位置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)必須轉(zhuǎn)換到位；c．主斷路器必須閉合；d．劈相機(jī)必須工作；e．高級(jí)位時(shí)，風(fēng)速延時(shí)必須完成。4.2電子柜沒(méi)有收到操縱端信號(hào)一臺(tái)ss4改電力機(jī)車(chē)有2臺(tái)電子柜分別控制2節(jié)機(jī)車(chē)的牽引與制動(dòng)，同時(shí)2臺(tái)電子柜又相互聯(lián)系控制，機(jī)車(chē)發(fā)揮功率的大小取決于操縱端電子柜的調(diào)制信號(hào)。操縱端電子柜能否輸出調(diào)制信號(hào)，取決于電鑰匙控制的中間繼電器570KA。若由于某種原因造成操縱節(jié)570KA得電，其常閉聯(lián)鎖斷開(kāi)了電子柜“操縱端指示信號(hào)”的輸入，419號(hào)線失電，電子柜不會(huì)有調(diào)制信號(hào)輸出，進(jìn)級(jí)提手柄無(wú)壓無(wú)流。4.3電子柜故障電子柜內(nèi)部輸入輸出插件、脈沖形成、放大等環(huán)節(jié)插件不良，造成無(wú)脈沖形成或輸出，同樣會(huì)造成兀壓無(wú)流。4.4手枘離開(kāi)“零位”信號(hào)未進(jìn)入電子柜提手柄后中間繼電器678KA不得電動(dòng)作，其常閉聯(lián)鎖未斷開(kāi)，電子柜未收到手柄離開(kāi)“零位”信號(hào)，控制脈沖無(wú)輸出，單節(jié)車(chē)無(wú)壓無(wú)流。4.5牽引主電路回路未形成手柄離開(kāi)零位，532KT未吸合或聯(lián)鎖不導(dǎo)通，10QP、6OQP未合到位或控制風(fēng)源壓力不足，導(dǎo)致線路接觸器12KM～42KM不吸合，主電路回路不能形成，并影響“預(yù)備”信號(hào)輸入電子柜。4.6監(jiān)控裝置誤動(dòng)作內(nèi)部繼電器JK聯(lián)鎖不導(dǎo)通，電子柜同樣不能收到預(yù)備完成信號(hào)。第5章處理方法5.1SS4電力機(jī)車(chē)提手柄預(yù)備燈不滅處理方法1.主斷閉合不到位，人為閉合。2.確認(rèn)兩位置開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到位，頂死556KA，切記確保風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常。3.LCU轉(zhuǎn)另一組。4.將1號(hào)端子柜403、406線端接，若558KA不得電則將其人為固定，換向手柄打前位維持運(yùn)行，此時(shí)不能用電制，換端操縱時(shí)將端接恢復(fù)。5.將不吸合的電空閥人為固定。6.若各風(fēng)機(jī)啟動(dòng)正常，將故障節(jié)所有風(fēng)速故障開(kāi)關(guān)置故障位，并注意監(jiān)視各風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。7.人為使530KT吸合。8.對(duì)于裝LCU的機(jī)車(chē)將1號(hào)端子柜531線與433線端接，沒(méi)裝LCU的機(jī)車(chē)將1號(hào)端子柜432線與433線端接。9.如輔機(jī)故障，見(jiàn)輔機(jī)故障處理。5.2提手柄牽引制動(dòng)無(wú)流（預(yù)備燈滅）處理方法1.檢查非操縱端電鑰匙是否處在斷開(kāi)位。2.LCU轉(zhuǎn)另一組。3.在未超速的情況下端接1號(hào)端子柜1558線和531線。4.電子柜轉(zhuǎn)換至另一組。5.檢查處理532KT可人為閉合。6.斷電拔電子柜的N106插頭看是否有縮針、歪針現(xiàn)象，處理插針，重緊插頭。7.如故障現(xiàn)象為全車(chē)無(wú)流，互換A、B節(jié)的司控器，或用輔司控維持。致謝三年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。

回首三年，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。感謝老師這三年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。學(xué)友情深，情同兄妹。三年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。

在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開(kāi)父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。

最后，我要特別感謝潘京濤教授。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì),使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心的感激.潘教授認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，衷心的感謝他耐心的輔導(dǎo)。參考文獻(xiàn)余衛(wèi)斌，韶山9型電力機(jī)車(chē)，北京：中國(guó)鐵路出版社，2005.張有松，朱龍駒，韶山4型電力機(jī)車(chē)，北京：中國(guó)鐵路出版社，1988.3、華平，電力機(jī)車(chē)控制，北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.4、喬增嘅，電力機(jī)車(chē)控制，北京：中國(guó)鐵道出版社，1998.5、潘京濤，電力機(jī)車(chē)電氣線路調(diào)試，齊齊哈爾：自編，20096、潘京濤，電力機(jī)車(chē)故障處理，齊齊哈爾：自編，2010經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部件及數(shù)控加工編程設(shè)計(jì)摘要數(shù)控機(jī)床及其制造系統(tǒng)的柔性化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化水平進(jìn)一步得到提高，可按照市場(chǎng)需求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力快速重組，以適應(yīng)用戶多品種變批量生產(chǎn)的需求，更要在精度上滿足客戶的需求。一臺(tái)機(jī)床的精度主要分散在進(jìn)給系統(tǒng)上，所以若能在進(jìn)給系統(tǒng)有更高精度的突破，高精度、反向誤差小、高負(fù)載能力、高可靠性、運(yùn)行平穩(wěn)。若滿足這些機(jī)床的性能指標(biāo)，從而提高數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量和刀具的使用壽命。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床適宜加工各種形狀復(fù)雜的軸、套、盤(pán)類(lèi)零件,如車(chē)削內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、切槽、倒角、車(chē)螺紋等，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，加工效率高，精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，可降低對(duì)工人技術(shù)熟練程度的要求。數(shù)控加工編程容易，操作簡(jiǎn)單，可廣泛適用于汽摩配件、家電、液壓氣動(dòng)、軸承、儀器儀表、五金閥門(mén)等制造業(yè)中、小型零件的批量加工，是理想的中小型機(jī)械加工設(shè)備。通過(guò)技術(shù)調(diào)研，我們認(rèn)為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)具有可行性。該項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程，是根據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求分析及調(diào)研的結(jié)果，確定產(chǎn)品的性能，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，部件研制，安裝，以及整機(jī)的調(diào)試等一系列過(guò)程，需要設(shè)計(jì)，制造，供應(yīng)，機(jī)加工，裝配等一系列的密切配合。關(guān)鍵詞：數(shù)控；經(jīng)濟(jì)型；設(shè)計(jì)

目錄摘要 1目錄 21.總體方案設(shè)計(jì) 31.1設(shè)計(jì)任務(wù) 31.2總體方案確定 32．經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件設(shè)計(jì) 32.1系統(tǒng)脈沖當(dāng)量 42.2切削力計(jì)算 42.2.1縱車(chē)外圓 42.2.2橫切端面 52.3滾動(dòng)螺旋副選型計(jì)算與驗(yàn)算 52.3.1縱向進(jìn)給絲杠 52.3.2橫向進(jìn)給絲杠 72.3.3滾珠絲杠副幾何參數(shù) 92.4齒輪傳動(dòng)比計(jì)算 92.4.1縱向進(jìn)給齒輪傳動(dòng)比計(jì)算 92.4.2橫向進(jìn)給齒輪傳動(dòng)比計(jì)算 102.5步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選型 102.5.1等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 102.5.2電機(jī)力矩計(jì)算 112.5.3步進(jìn)電機(jī)性能驗(yàn)算 122.5.4步進(jìn)電機(jī)型號(hào)確定及主要參數(shù)列表： 133. 電氣控制原理圖設(shè)計(jì) 143.1CPU的選擇 143.2芯片的介紹 154. 數(shù)控加工編程設(shè)計(jì) 184.1加工零件圖 184.2 加工工藝卡的編寫(xiě) 194.2加工程序的編寫(xiě) 20總結(jié) 25參考文獻(xiàn) 26

1.總體方案設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部件及數(shù)控加工編程設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容：（1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件設(shè)計(jì)：部件裝配圖2張：（橫向，縱向各一張）；電氣控制原理圖1~2張。（2）數(shù)控加工編程：繪制教師指定的數(shù)控加工零件圖；填寫(xiě)數(shù)控加工走刀路線圖、數(shù)控加工工藝卡；完成零件的數(shù)控程序編制。具體要求：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）縱向進(jìn)給系統(tǒng)：工作臺(tái)質(zhì)量W=750N，行程S=700mm，脈沖當(dāng)量δ=0.01mm/setp，快速進(jìn)給速度V快=2m/min，最大切削進(jìn)給速度V進(jìn)=0.6m/min；（2）橫向進(jìn)給系統(tǒng):工作臺(tái)質(zhì)量W=320N,行程S=230mm,脈沖當(dāng)量δ=0.005mm/setp,快速進(jìn)給速度V快=1m/min,最大切削進(jìn)給速度V進(jìn)=0.3m/min.1.2總體方案確定（1）系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式與伺服系統(tǒng)由于工件在移動(dòng)的過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行切削，故應(yīng)用點(diǎn)位控制系統(tǒng)。定位方式采用增量坐標(biāo)控制。為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)X-Y工作臺(tái)。（2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用了與MCS-51系列兼容的AT89S51單片機(jī)控制系統(tǒng)。它的主要特點(diǎn)是集成度高，可靠性好，功能強(qiáng)，速度快，有較高的性?xún)r(jià)比。控制系統(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤(pán)、LED、I/O接口、光電偶合電路、步進(jìn)電機(jī)、電磁鐵功率放大器電路等組成。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過(guò)鍵盤(pán)操作實(shí)現(xiàn)。LED顯示數(shù)控工作臺(tái)的狀態(tài)。（3）X-Y工作臺(tái)的傳動(dòng)方式為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，又要求結(jié)構(gòu)緊湊，所以選用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副。為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。由于工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)載荷不大，因此采用有預(yù)加載荷的雙V形滾珠導(dǎo)軌。采用滾珠導(dǎo)軌可減少兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)面的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)之差，從而提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，減小振動(dòng)?？紤]電機(jī)步距角和絲桿導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取，為達(dá)到分辨率的要求，需采用齒輪降速傳動(dòng)。2．經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：系統(tǒng)脈沖當(dāng)量確定，切削力計(jì)算，滾動(dòng)螺旋副選型計(jì)算與驗(yàn)算，滾動(dòng)導(dǎo)軌選型計(jì)算與驗(yàn)算，步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算和驗(yàn)算等幾個(gè)部分，下面是進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，已知設(shè)計(jì)參數(shù)：縱向進(jìn)給系統(tǒng)：工作臺(tái)質(zhì)量W=750N行程S=700mm脈沖當(dāng)量δ=0.01mm/setp快速進(jìn)給速度V快=2m/min最大切削進(jìn)給速度V進(jìn)=0.6m/min橫向進(jìn)給系統(tǒng)：工作臺(tái)質(zhì)量W=320N行程S=230mm脈沖當(dāng)量δ=0.005mm/setp快速進(jìn)給速度V快=1m/min最大切削進(jìn)給速度V進(jìn)=0.3m/min2.1系統(tǒng)脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量是相對(duì)于每一脈沖信號(hào)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移量，又稱(chēng)作最小設(shè)定單位脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本技術(shù)參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)確定脈沖當(dāng)量：縱向?yàn)棣?0.01mm/setp，橫向?yàn)棣?0.005mm/setp。2.2切削力計(jì)算2.2.1縱車(chē)外圓根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算主切削力，對(duì)于車(chē)削外圓加工時(shí)的主切削力可由下式進(jìn)行估算：—車(chē)床床身上的最大加工直徑，由已知條件行程S=700mm，得出,經(jīng)計(jì)算得再按照以下比例計(jì)算軸向分力和徑向分力：,故FX=3102N,FY=4963N2.2.2橫切端面主切削力可取為縱切削力的1/2：此時(shí)走刀抗力為,吃刀抗力為。仍按上述比例粗略計(jì)算：故=1551N,=2481N2.3滾動(dòng)螺旋副選型計(jì)算與驗(yàn)算滾動(dòng)螺旋副工作原理：滾動(dòng)螺旋副是一種在絲杠和螺母之間放入滾動(dòng)體—滾珠的一種絲杠螺母副。由于放入滾珠，故，當(dāng)絲杠相對(duì)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠則在螺旋滾道內(nèi)即自轉(zhuǎn)又循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使絲杠螺母之間產(chǎn)生軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槁菽傅闹本€運(yùn)動(dòng)或?qū)⒙菽傅男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榻z杠的直線運(yùn)動(dòng)。滾動(dòng)螺旋副特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小；傳動(dòng)精度高，反向精度高，定位精度高；傳動(dòng)剛度高；傳動(dòng)平穩(wěn)，快速響應(yīng)好，無(wú)爬行；磨損小，精度保持性好，壽命長(zhǎng)；具有運(yùn)動(dòng)可逆性；缺點(diǎn)：制造成本高；不能自鎖，鉛垂進(jìn)給時(shí)需加制動(dòng)機(jī)構(gòu)。滾動(dòng)螺旋副的設(shè)計(jì)步驟是：計(jì)算進(jìn)給牽引力，預(yù)選主要尺寸參數(shù)，計(jì)算最大動(dòng)負(fù)荷，計(jì)算最大靜負(fù)荷，初選滾珠絲杠副型號(hào)及列表主要參數(shù)，繪制進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖，驗(yàn)算軸向剛度，驗(yàn)算傳動(dòng)效率，確定滾珠絲杠副型號(hào)。2.3.1縱向進(jìn)給絲杠（1）進(jìn)給系統(tǒng)牽引力計(jì)算縱向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌，有式中：K—考慮顛覆力矩時(shí)的影響系數(shù)，綜合型導(dǎo)軌取K=1.15；—導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，=0.15~0.18（取=0.16）；G—移動(dòng)部件重量，G=750N代入公式計(jì)算得（2）滾珠絲杠副最大動(dòng)負(fù)荷計(jì)算最大切削進(jìn)給速度最大切削力條件下的進(jìn)給速度取=0.4m/min滾珠絲杠轉(zhuǎn)速，其中：滾珠絲杠導(dǎo)程初選，則滾珠絲杠壽命值，其中使用壽命假設(shè)為T(mén)=15000h，則運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取故滾珠絲杠螺母副的選型查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，可采用W1L4006外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，1列2.5圈，其額定動(dòng)負(fù)載為16400N，精度等級(jí)選為3級(jí)。傳動(dòng)效率計(jì)算式中：γ——絲杠螺母升角；——摩擦角，滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=0.003~0.004,其摩擦角約等于10′。本設(shè)計(jì)中：剛度驗(yàn)算先畫(huà)出此縱向進(jìn)給系統(tǒng)的示意圖，如附圖一所示。最大進(jìn)給率引力為4304N，支承間距L=1500mm。絲杠螺母級(jí)軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向力的1/3。絲杠的拉伸或壓縮變形量δ1。查手冊(cè)，根據(jù)Fm=2530N,D0=40mm，查出δL/L=1.2×10-5,可算出由于兩端均采用向心推力球軸承，且絲杠又進(jìn)行了預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可以提高4倍。其實(shí)際變形量為：滾珠與螺紋滾道間接觸變形。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》相關(guān)圖表，W系列1列2.5圈滾珠和螺紋滾道接觸變形量:因進(jìn)行了預(yù)緊，故支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。采用8107型推力球軸承，，滾動(dòng)體直徑，滾動(dòng)體數(shù)量Z=18,故因施加預(yù)緊力，故根據(jù)以上計(jì)算軸向總變形量為：即軸向總變形小于定位精度。穩(wěn)定性校核滾珠絲杠兩端采用推力軸承并施加預(yù)緊，不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。2.3.2橫向進(jìn)給絲杠橫向進(jìn)給率引力橫向?qū)к墳檠辔残?，?jì)算如下：最大動(dòng)負(fù)荷計(jì)算(3)滾珠絲杠螺母副的選型查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，可采用W1L2005外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，1列2.5圈，其額定動(dòng)負(fù)載為8800N，精度等級(jí)選為3級(jí)。(4)傳動(dòng)效率計(jì)算式中：γ——絲杠螺母升角；——摩擦角，滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=0.003~0.004,其摩擦角約等于10′。本設(shè)計(jì)中：（5）剛度驗(yàn)算先畫(huà)出此縱向進(jìn)給系統(tǒng)的示意圖，如附圖三所示。最大進(jìn)給率引力為1155N，支承間距L=450mm。絲杠螺母級(jí)軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向力的1/3。絲杠的拉伸或壓縮變形量δ1。查手冊(cè)，根據(jù)Fm=1155N,D0=20mm，查出δL/L=0.9×10-5,可算出由于兩端均采用向心推力球軸承，且絲杠又進(jìn)行了預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可以提高4倍。其實(shí)際變形量為：滾珠與螺紋滾道間接觸變形。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》相關(guān)圖表，W系列1列2.5圈滾珠和螺紋滾道接觸變形量:因進(jìn)行了預(yù)緊，故支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。采用8102型推力球軸承，，滾動(dòng)體直徑，滾動(dòng)體數(shù)量Z=12,故因施加預(yù)緊力，故根據(jù)以上計(jì)算軸向總變形量為：即軸向總變形小于定位精度。2.3.3滾珠絲杠副幾何參數(shù)表2-1滾珠絲杠副幾何參數(shù)螺紋滾道公稱(chēng)直徑4020導(dǎo)程（螺距）65接觸角2o44′4o33′鋼球直徑3.9683.175螺紋滾道法面半徑R2.0641.651偏心距0.0560.045螺紋升角2o44′4o33′絲杠絲杠外經(jīng)3919.4絲杠內(nèi)經(jīng)35.98416.788螺母螺母外徑(外循環(huán)）44.01623.212螺母內(nèi)經(jīng)(外循環(huán)）40.793820.6352.4齒輪傳動(dòng)比計(jì)算2.4.1縱向進(jìn)給齒輪傳動(dòng)比計(jì)算已確定縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量，滾珠絲杠導(dǎo)程，初選步進(jìn)電機(jī)步距角為0.75o，可計(jì)算出傳動(dòng)比可選定齒輪齒數(shù)為即=32,=40或=20,=25。2.4.2橫向進(jìn)給齒輪傳動(dòng)比計(jì)算已確定縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量，滾珠絲杠導(dǎo)程，初選步進(jìn)電機(jī)步距角為0.75o，可計(jì)算出傳動(dòng)比考慮到結(jié)構(gòu)上的原因，不使大齒輪直徑太大，以免影響到橫向溜板的有效行程，故此處可以采用兩級(jí)齒輪減速：即=24,=40，=20,=25因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，模數(shù)m取2。有關(guān)參數(shù)如下表2-2：（單位：mm）齒數(shù)324024402025分度圓直徑d=mZ648048804050齒頂圓直徑688452844454齒根圓直徑597543753545齒寬(610)m202020202020中心距A=7264452.5步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選型2.5.1等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：參考同類(lèi)型機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)150BF，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為；齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：；齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=；絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=。折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配問(wèn)題，,基本滿足慣量匹配要求。2.5.2電機(jī)力矩計(jì)算機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)矩不同，下面按個(gè)工況計(jì)算?？焖倏蛰d啟動(dòng)力矩在快速空載啟動(dòng)階段，加速力矩占得比例較大，具體計(jì)算如下：將上述數(shù)據(jù)代入，式中各符號(hào)意義同上：?jiǎn)?dòng)加速時(shí)間折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩：附加摩擦力矩M0上述三項(xiàng)合計(jì)：快速移動(dòng)時(shí)所需力矩：（3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩Mj從上面計(jì)算可以看出，Mq、Mk、Mj三種工況下，以快速空載啟動(dòng)所需力矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。查表可得，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五項(xiàng)十拍時(shí)，則最大靜力矩為。按此最大靜轉(zhuǎn)矩，查教材表3.11得出，150BF002型最大靜轉(zhuǎn)矩為13.72N·m，大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號(hào)，但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。2.5.3步進(jìn)電機(jī)性能驗(yàn)算(1)電機(jī)最高空載啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率（2）頻率驗(yàn)算查表知150BF002型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率分別為2800HZ和8000HZ，由于故運(yùn)行頻率頻率滿足要求。但不滿足要求，可以通過(guò)采用步進(jìn)電機(jī)快速啟動(dòng)升降速控制，將啟動(dòng)頻率降到1000Hz，啟動(dòng)力矩可增高到588.4N·cm，然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路。2.5.4步進(jìn)電機(jī)型號(hào)確定及主要參數(shù)列表：表2-3步進(jìn)電機(jī)型號(hào)確定及主要參數(shù)列表型號(hào)相數(shù)步距角電壓相電流最大靜轉(zhuǎn)矩最高啟動(dòng)頻率運(yùn)行頻率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量150BF00250.7580/121213.722800800036.355

電氣控制原理圖設(shè)計(jì)3.1CPU的選擇隨著微電子技術(shù)水平的不斷提高，單片微型計(jì)算機(jī)有了飛躍的發(fā)展。單片機(jī)的型號(hào)很多，而目前市場(chǎng)上應(yīng)用MCS-51芯片及其派生的兼容芯片比較多，如目前應(yīng)用最廣的8位單片機(jī)89C51，價(jià)格低廉，而性能優(yōu)良，功能強(qiáng)大。在一些復(fù)雜的系統(tǒng)中就不得不考慮使用16位單片機(jī)，MCS-96系列單片機(jī)廣泛應(yīng)用于伺服系統(tǒng)，變頻調(diào)速等各類(lèi)要求實(shí)時(shí)處理的控制系統(tǒng)，它具有較強(qiáng)的運(yùn)算和擴(kuò)展能力。但是定位合理的單片機(jī)可以節(jié)約資源，獲得較高的性?xún)r(jià)比。從要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來(lái)看，選用較老的8051單片機(jī)需要拓展程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，無(wú)疑提高了設(shè)計(jì)價(jià)格，而選用高性能的16位MCS-96又顯得過(guò)于浪費(fèi)。生產(chǎn)基于51為內(nèi)核的單片機(jī)的廠家有Intel、ATMEL、Simens，其中在CMOS器件生產(chǎn)領(lǐng)域ATMEL公司的工藝和封裝技術(shù)一直處于領(lǐng)先地位。ATMEL公司的AT89系列單片機(jī)內(nèi)含F(xiàn)lash存儲(chǔ)器，在程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以十分容易的進(jìn)行程序修改，同時(shí)掉電也不影響信息的保存；它和80C51插座兼容，并且采用靜態(tài)時(shí)鐘方式可以節(jié)省電能。因此硬件CPU選用AT89S51，AT表示ATMEL公司的產(chǎn)品，9表示內(nèi)含F(xiàn)lash存儲(chǔ)器，S表示含有串行下載Flash存儲(chǔ)器。AT89S51的性能參數(shù)為：Flash存儲(chǔ)器容量為4KB、16位定時(shí)器2個(gè)、中斷源6個(gè)（看門(mén)狗中斷、接收發(fā)送中斷、外部中斷0、外部中斷1、定時(shí)器0和定時(shí)器1中斷）、RAM為128B、14位的計(jì)數(shù)器WDT、I/O口共有32個(gè)。3.2芯片的介紹一、8031芯片：（1）主電源引腳Vss和Vcc①Vss接地②Vcc正常操作時(shí)為+5伏電源（2）外接晶振引腳XTAL1和XTAL2①XTAL1內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個(gè)引腳。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地。②XTAL2內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端。是外接晶體的另一端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接外部振蕩源。（3）控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/VPD，ALE/，和/Vpp①RST/VPD當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機(jī)復(fù)位在Vcc掉電期間，此引腳可接上備用電源，由VPD向內(nèi)部提供備用電源，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。②ALE/正常操作時(shí)為ALE功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的）周期性地發(fā)出正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。但要注意，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖，ALE端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）八個(gè)LSTTL電路。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（功能）③外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，在從外部程序存儲(chǔ)取指令（或數(shù)據(jù)）期間，在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。同樣可以驅(qū)動(dòng)八LSTTL輸入。④/Vpp、/Vpp為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)器選擇端。當(dāng)/Vpp為高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)/Vpp為低電平時(shí)，則訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳上加21伏EPROM編程電源（Vpp）。二、74LS138芯片：74LS138為3線－8線譯碼器，共有54/74S138和54/74LS138兩種線路結(jié)構(gòu)型式。其工作原理如下：①當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（(/E2))和/(E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。比如：A2A1A0=110時(shí)，則Y6輸出端輸出低電平信號(hào)。②利用E1、E2和E3可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成24線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成32線譯碼器。③若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。可用在8086的譯碼電路中，擴(kuò)展內(nèi)存。三、2764芯片：2764是8K*8字節(jié)的紫外線镲除、電可編程只讀存儲(chǔ)器，單一+5V供電，工作電流為75mA，維持電流為35mA，讀出時(shí)間最大為250nS，28腳雙列直插式封裝。各引腳的含義為：

A0-A12為13根地址線，可尋址8K字節(jié)；O0-O7為數(shù)據(jù)輸出線；CE為片選線；OE為數(shù)據(jù)輸出選通線；PGM為編程脈沖輸入端；Vpp是編程電源；Vcc是主電源。正常工作（只讀）時(shí)，Vpp=Vcc=+5V,～PGM=+5V。編程時(shí)，Vpp＝+25V（高壓），～PGM端加入寬度為50ms的負(fù)脈沖。四、Intel6264芯片：Intel6264的容量為8KB，是28引腳雙列直插式芯片，采用CMOS工藝制造A12～A0（addressinputs）：地址線，可尋址8KB的存儲(chǔ)空間。D7～D0（databus）：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。OE（outputenable）：讀出允許信號(hào)，輸入，低電平有效。WE（writeenable）：寫(xiě)允許信號(hào)，輸入，低電平有效。CE1（chipenable）：片選信號(hào)1，輸入，在讀/寫(xiě)方式時(shí)為低電平。CE2（chipenable）：片選信號(hào)2，輸入，在讀/寫(xiě)方式時(shí)為高電平。VCC：+5V工作電壓。GND：信號(hào)地。Intel6264的操作方式由,CE1,CE2的共同作用決定①寫(xiě)入：當(dāng)和CE1為低電平，且和CE2為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸入緩沖器打開(kāi)，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線D7～D0寫(xiě)入被選中的存儲(chǔ)單元。②讀出：當(dāng)和CE1為低電平，且和CE2為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸出緩沖器選通，被選中單元的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線D7～D0上。③保持：當(dāng)為高電平，CE2為任意時(shí)，芯片未被選中，處于保持狀態(tài)，數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。

數(shù)控加工編程設(shè)計(jì)4.1加工零件圖由于涉及的系統(tǒng)中零件很難用車(chē)床加工直接實(shí)現(xiàn)，大多都是用加工中心，所以找了一個(gè)符合本設(shè)計(jì)的所有要求，并且能用車(chē)床全部的實(shí)現(xiàn)的一個(gè)零件如下圖4-1:圖4-1零件圖根據(jù)我的零件圖，設(shè)計(jì)