北京信息科技大学
机电综合课程设计
--X-Y数控工作台机电系统设计
题 目： X-Y数控工作台机电系统设计 学 院： 机电工程学院
专 业： 机械制造及其自动化
学生姓名： 王 小 保
班级/学号： 机械1001 / 2010010015
指导老师： 李 天 剑
起止时间： 2014/ 01 /05 –2014/ 01/17
目 录
一、设计任务 ........................................................ 49 二、总体方案的确定 ............................................ 49 1、机械传动部件的选择 ...................................................................... …….49 (1)丝杠螺母副的选用 .............................................................................. 49 (2)导轨副的选用 ...................................................................................... 49 (3)伺服电动机的选用 .............................................................................. 50 2、控制系统的设计 ....................................................................................... 50 3、绘制总体方案图 .................................... 错误！未定义书签。 四、机械传动部件的计算与选型 ........................ 50 1、 导轨上移动部件的重量估算 ................................................................. 50 2、铣削力的计算 ........................................................................................... 51 五、步进电动机的计算与选型 ............................ 53 1、传动计算 ................................................ 错误！未定义书签。 2、计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq .................................... 53 3、计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq ................................ 54 4、步进电动机最大静转矩的选定 ............................................................... 56
六、直线滚动导轨副的计算与选型错误！未定义书签。
1、块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取错误！未定义书签。2、距离额定寿命L的计算 ................. 错误！未定义书签。 七、 绘制进给传动系统示意图 .......................... 58
八、控制系统硬件电路设计 ................................ 58 九、步进电动机的驱动电源选用错误！未定义书签。 结 束 语 ................................ 错误！未定义书签。
参考文献...................................................................20
一、设计任务
题目：X-Y数控工作台机电系统设计 任务：
1、 工作台和工件总重量：W= 1310 N ；
2、 X-Y行程：400mm；工作台面尺寸300 mm ×300 mm 3、 进给速度：V=10mm—500 mm /min，空载快速移动速度V=2000 mm /min，，启动时间T启=0.4s。
4、 最大切削分力：FZ= 3070 （垂直方向）；
FX= 3500 （横向）； FY= 3500 （纵向）；
5、 定位精度：0.01mm；
6、 脉冲当量 ?=0.005mm/step 7、 设计寿命：15000h。
二．总体方案的确定
1、机械传动部件的选择 (1)导轨副的选用
要设计数控车床工作台，需要承受的载荷不大，而且定位精度高，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，安装预紧方便好且精度保持性等优点。
选滚珠导轨，适合用于导轨上运动部件重量小于200kg的机床，摩擦阻力小，制造容易，成本较低。
(2)丝杠螺母副的选用
①伺服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