数控回转工作台及控制系统设计含开题及7张CAD图
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数控回转工作台及控制系统设计含开题及7张CAD图,数控,回转,工作台,控制系统,设计,开题,CAD
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数控回转工作台及控制系统设计 Numerical control rotary table and control system design摘要数控机床的转台可根据数控机床的指令进行连续旋转，转速无级连续可调， 同时还可以完成任意角度的精确定位。卧式镗床和数控加工中心上经常会使用到这种转台，它主要用于有大平面类似零件的回转加工和多面平面加工，可以使加工更加的快捷高效，进行更多的加工工艺，数控回转工作台主要由电动机或马达、两级减速传动、回转台等部分组成，是一种非常有用的特殊处理工具。本课题研究的重点是根据相关技术标准和原始数据设计数控机床转台机械系统和自动控制系统，并对上述关键零件进行结构功能分析。关键词：数控机床转台；齿轮传动；蜗杆传动；蜗杆间隙；单片机设计IVAbstractThe CNC swing workbench can not only complete the segmentation movement, but also perform continuous circular feed motion. The CNC swing workbench can be continuously swinged according to the instructions of the CNC system, the swing speed is non-grade, continuous can be adjusted, and the divisional positioning of any angle can be completed. It is often used in horizontal boring bed and processing center, mainly used in plates, boxes and similar parts of the continuous swing processing and multi-faceted processing, can improveing processing efficiency, worm drive, workbench and parts, and can be used to eliminate gap and snail wheel tightening, is a very practical processing tool. This project mainly according to the relevant technical requirements and raw data to complete the CNC swing workbench mechanical structure and control system design, and the above main parts for structural function design, assembly drawings and parts drawing using CAD software.Keywords: CNC rotary table; Gear transmission; Worm drive; Clearance elimination; Microcontroller.目录前言1第一章：数控回转工作台的原理及参数21.1 数控回转工作的原理21.2 设计准则31.3 主要技术参数31.4 具体任务41.5 本章小结5第二章：数控回转工作台的结构设计62.1 传动方案的选择62.2 电机的选择82.3 齿轮传动的设计132.4 蜗杆与蜗轮的设计182.5 输入轴的计算212.6 蜗杆轴的计算242.7 轴承的选择292.8 箱体设计32第三章 控制系统的设计353.1 系统方案设计构成353.2 单片机的选用373.3 驱动器的选择393.4 电路图413.5 主程序流程图423.6 键盘控制流程图43总结44参考文献45致谢46 前言本次毕业设计论文的作用主要是对大学所学知识的一个综合训练，培养大家创造合适的设计理念，掌握工科设计计算及选型的常用程序、方式和标准，使大家基本可以掌握科学研究的概念和思路。由于生产水平的快速提高，数控技术越来越普遍地应用在各个行业。常用于立式铣床和 CNC 加工中心，可以提高生产加工效率，开展更多加工工艺。本毕业设计论文主要依据相关技术标准和原始记录设计数控机床转台的机械系统和自动控制系统。设计理念以基本原理为基础，先整体后局部。现阶段各种数控车床和数控加工中心普遍都应用数控转台，其总体发展趋势是：规格型号将向两侧拓宽， 在精度上更加精密；在方法上，将再次开发数控机床的两轴联动和多轴串联旋转。进入 21 世纪至今，随着我国加工制造业的快速发展趋势，传统制造业很可能受到挑战， CNC 加工中心很可能越来越需要配备第四或第五轴，以扩大生产加工范围，提高加工精度。预计未来 5 年，虽然部分行业受生产过剩或宏观经济政策的影响继续保持行业景气指数偏低，但多数高端装备制造业有望保持较高的年增长率。尤其是这些国家的国家产业政策鼓励装备子领域的转型发展，所以数控机床及其部件的创新型设计变得很有必要。4第一章数控回转工作台的原理与应用1.1 数控回转工作台原理数控机床的圆周切削功能由数控转台来提供，被简称为为数控机床额外的轴： 数控转台可以与直角坐标系相配合，生产各种球，曲线图等。转台可以精确自动的测量，包括很多普通机床和工人难以测量的地方，使得数控机床生产加工的应用更加广泛。数控机床转台的关键是用于数控镗床和数控车床。其外观设计与万能台基本相同，但其驱动方式为伺服控制系统的驱动方式。可与其他伺服电机联动移动刀轴。图 1.1数控回转工作台上图为闭环控制数控转台的框架图。数控机床的转台采用步进电动机经过两级减速传动然后带动工作台旋转。为了尽可能使传动更加精密正确，可以通过调整轴向力，或者变动传动齿轮的中心距。传动齿轮和蜗杆通过锥形张紧圆柱销连接，这种接口可以使轴和轴套之间的间隙变得很小，有利于进行精密加工。用光栅尺精确测量工作台的拐角，将精确测量结果的反馈数据信号与数控机床传输的指令数据信号进行比较，如果误差变大，则操作交流伺服电机以消除误差，使工作台准确定位。工作台面由八个均匀分布的小液压缸夹紧。当需要抓握时，液压缸以工作压力油进入胸腹腔，活塞杆下沉，将夹紧块拉开，夹紧蜗轮。当控制台必须旋转时，数控机床发出指令夹紧液压系统，将腔内的油排回油箱。蜗轮和旋转工作台可以在控制系统的程序运行下进行回转工作，数控机床转台的台面使用大中型滚针轴承，可以使转台获得足够的加工精度。工作台的支撑点在滚动导轨上，使运动稳定且耐磨损。1.2 设计准则大家在设计过程中，都遵守以下设计方案规则：1）发挥创造力利用所需要的性能；2）分析基本概念和性能；3）识别施加的载荷及其实际含义；4）强度刚度要适合；5）零件和整体零件之间的中间精度选择；6）功能分析应纳入制造过程和成本控制规定。1.3 主要技术参数要求设计一个数控转台和其单片机控制系统，具体参数如下：原始数据：工作台尺寸：600 mm最大工作负重：200kg回转定位精度：0.01X、Y 轴重复定位精度：0.005 代码制：ISO输入方式：增量值、绝对值通用自动升降速性能：有1.4 具体任务完成毕业设计设计说明书，适用相关标准，核对相关指南，妥善处理图纸和资料、标记、标准等，详细准确的样例图纸。整体设计详实，工程图纸表达清晰， 标明新国标；整个机械安装工程图纸的设计要干净清新，设计的依据可查，数据选用符合要求，结构设计强度及刚度校核、计算无误，内容基本完成，中英文简介与科学文章必须做到准确没有错误。对传动的基本方案进行比较和选择、并可行性论证。对主要的零件进行传动的计算，强度、刚度的校核；对电气原理图设计的说明。毕业设计说明书参考文献 15 篇以上，原则上所涉及的参考文献论文资料为近 5 年出版发表。主要任务如下：毕业设计（论文）开题报告；文献综述和外文翻译；回转工作台装配图，部分关键零件图，数控系统电气原理图；毕业设计说明书。1.5 本章小结主要明了总结了数控机床转台的工作原理和其发展概况，国内外研究背景， 以及对本次设计的原始限制条件作了进一步的说明。第二章：数控回转工作台的结构设计2.1 传动方案的选择2.1.1 传动方案传动时应满足的要求数控机床的转台一般由电动机或马达、两级减速传动装置和转台组成的。传动装置负责把原动机的动力传递给工作台，可在测量范围内完成进给运动。在本次毕业论文的研究中，原动机由步进电动机开环驱动。合理的传动方案主要满足以下要求：（1）机械设备应满足功率、速度要求；（2）工作标准需要符合规定；（3）工作中的性能规定：保证工作可靠，传动效率高，效率高。（4）建设技术规范；具有结构简单、规格紧凑、应用维护方便、可制造性和经济性发展等优点。2.1.2 传动方案及其分析由图 2-1 所示，数控机床的转台的传动方式有下面两种：两级齿轮传动或者一级齿轮传动和一级涡轮蜗杆传动。方案一的最大缺陷是：（1）总传动比不大，在相同电机的情况下，有可能满足不了转台的转矩需要；（2）齿轮传动太过于占空间，不利于结构紧凑；（3）不能自锁。而第二种虽然中间有一级蜗轮蜗杆传动，传动效率与第一种相比很低，一般在 0.4-0.5 作用，但是总传动比大，结构紧凑，还可以实现自锁，所以在这里我们选择第二种传动方案。8图2.1传动方案齿轮传动可以承受较高的载荷，抗压能力强，传动比稳定，传动功率和传动速度可以很大，传动效率好，结构简单紧凑，符合设计要求。蜗杆传动有以下特点：（1）传动比大，可达 1000 以上，与其他传动方式相比，在传动比相同时， 结构规格小，结构紧凑。（2）传动平稳，蜗杆的齿是连续的不间断的，与蜗轮的配合可以做到持续稳定的运行，因此传输稳定，噪音低。（3）可以自锁，适当情况下机器可以进行自锁，使得装置不会反过来转，用来保护机器和工件避免受到二次伤害。（4）效率很低，众所周知，蜗轮蜗杆在配合的时候，两者之间相互磨损非常大，而且过于频繁，所以很大一部分功都会转换成热量，所以传动效率特别低，为了不会太过于频繁的更换，所以涡轮的齿圈采用了硬度和耐磨性很高的锡青铜。通过以上的分析可以看出，我们应该把传动效率高且磨损不太严重的齿轮放在速度比较高的一级，把传动效率低且磨损严重的蜗轮蜗杆传动放在后面，这样可以充分利用两者的优点，传动计划更有效合理。2.2 电机的选择2.2.1 步进电机的原理步进电机是通过磁感应来使自己转动的。每输入一个信号脉冲，步进电机就会走过一步。电机的转动多少和输入的脉冲多少有关，而速度则与信号的频率有关。步进电机是我们在设计机械产品时的很重要的一个元件，一般情况下用在需要回转运动的准确控制上面。步进电机具有惯性力小、准确度高、不会积累误差、操作方便等特点。普遍应用在机械产品中，如：数控机床、包装设备、电子电脑周边、打印机、打印机等。步进电机可以分很多种，一般分为快速型和功率型。快速型步进电机的工作频率相比于其他电机来说很高，但是可以输出的转矩很小，适用于小型的精密机床；而功率型的步进电机承载能力强，结构多为多段轴向式，轴向的转动惯量小， 运行比较平稳，可以直接驱动大型机床的移动部件。步进电机按照工作原理可以分为以下几种，电磁式一般不常使用，反应式的优点是步距角小，励磁电流大， 断电时没有定位转距，一般用于精密式数控机床 。电机转子或电机定子，凡是采用永磁原料的步进电机都称为永磁步进电机。它与反应式步进电机不太一样，断电时可以保持一定的值。但是这种电机规定开关电源必须提供正负极单脉冲，内部减振很大，该电机的优点不仅是步距角小，工作频率高，而且成本低，结构简单，无需频繁维护，安装操作方便。运行噪音低，是现阶段最常见的步进电机。在选择步进电机时，我们首先要保证电机能带的动整个机器运行，并且可以承受一定的额外载荷，这就要求我们在选择电机的时候，一般要使步进电机的功率比工作台所需的功率要大出一半到一倍作用，这样可以保证机器安稳可靠的运行，然后就是转矩，和功率同理，步进电机输出的转矩至少要超过机械系统所需要转矩的一半以上，否则电机超载运行时很容易损坏，还会发出大量噪音，产生很大震动，在整个机械系统运行的过程中，这两个条件是硬性要求，必须满足。选择混合步进电机时，应该首先计算出它的步距角，在选择步距角的时候， 应该先看看任务书中或者实际情况中的负载要求的精度，应该使两者相互匹配， 不然在工作运行的时候，步距角和机械系统不匹配，会使整个传动系统出现顿挫的感觉，运行不流畅。除此之外，还应该空出一定的余量，使它能够满足机床所需要的其他人性化要求。优点：现在大部分的步进电机市面上已经普及，价格也不是太高，而且速度范围比较宽广，可以直接使用微机进行控制，简单方便。2.2.2 步进电机的选择及运动参数的计算如今许多生产加工制造必须进行微量进给，为了完成这一工作的基本要求， 大部分的电机其实都可以做到，但是为什么要选择步进电机呢，步进电机的优点之一就是对负载没有什么特殊要求。它在工作的时候不会受到负载大小的影响， 而普通电机在外界载荷增大的时候它的速度会变化，所以不适合数控机床这种紧密的机器。所以，在这种对速度和载荷有严格要求的地方就得选用步进电机；然后就是步进电机好操作，它的接口一般都是两根线或者四根线，使用最简单的单片机或者 plc 就可以控制，控制更加简单方便；最后就是步进电机的机械结构简单， 自己就可以很轻易的调整。因此，所选步进电机的计算如下：（1）电机的选择原理现在市面上比较常见的步进电动机一般是 VR 和 PM 还有 HB 三种，其中第三种应用最为广泛，主要是由于混合式步进电机对步距角的选用不是很严格，而且对负载没有什么特殊要求，输出的扭矩也很大，所以这种步进电机的使用较为普遍。总的来说必须保证：电机的功率必须符合要求；电动机提供的负载必须要超过负载所需转矩的一半到一倍左右，这样可以保证整个机械系统稳定运行；选用的步进电机电机必须达到数控机床转台的旋转精度。因此，根据工作标准和标准选用两相混合步进电机，步进电机夹角为 1.8（2）电机的功率计算工作所需功率为：18pw = FwVw/1000hwkW(2-1)Pw = Tnw / 9950hW(2-2)式中T = 120N M ， 电机工作效率hw = 0.97 ，Pw =120 36/（9950 0.97）=0.47kW我们可以知道电机功率：Po = Pw /h（2-3）1 2 3h=hh3h（2-4）式（2-4）中：h为步进电机到工作台之间的总效率；h1 为齿轮传动的传动效率；h2 为一对轴承效率；h3 为蜗杆的效率。由表 2-1 列出的传动效率可得：齿轮传动的传动效率：轴承的效率：蜗杆传动的传动效率：h1 = 0.97h2 = 0.99h3 = 0.82表 2.1 各种传动效率序号类别方式效率1圆柱齿轮传动一般的齿轮传动0.972滚动轴承球轴承0.993蜗杆传动双头蜗杆0.75 0.824蜗杆传动圆弧面蜗杆0.850.95因此由（2-4）式得传动总效率：1 2 3h=hh3h = 0.97 0.993 0.82 = 0.77由（2-3）式我们可知道电机功率：P0 = Pw /h= 0.47/0.77 = 0.61kw由此得出一般电机的额定功率的范围：Pm = (1-1.3)P0 = (1-1.3) 0.61 = 0.61- 0.8kw取电机额定功率Pm = 0.73kw（3）确定电机转速范围查机械设计表 1-8 可取：齿轮传动比：3-5蜗杆传动比：15 - 32所以计算总传动为： i = i1 i2 = 315 - 5 32 = 45 -160电机的转速范围：N = inw = (45 -160) 36 = 1620r / min- 5760r / min（4）确定电机转矩的范围：T min= 9550000PN max= 95500005760 0.73= 12N mT= 9550000P0 = 9550000 0.73 = 21N mmaxNmin1620（5）电机的选择；根据以上计算出来的各部分参数，同时考虑到价格方面和整个系统结构的安装及美观，所以在这里我选取两相混合式步进电机，标准型号为：110BYG250-165，各项参数如图 2-2 所示:图 2.2110BYG250-165 型电机参数（6）回转精度的校核：步进电机的步距角简单来说就是输入一个信号时，它转了多少度。它是指机械设备的原始步距角。它是由电机的结构（电机转子的齿数）决定的。一般来说，有两个以上的阶段。是 1.9 度，三相多是 1.2 度。不难看出，步进角可以决定步进电机是否满足精度要求。步进电机控制器的细分功能， 可以让电气设备在输入单脉冲时使电机转角变小，精度更高；此外，电机的加工和制造精度决定了每个基本步距角。偏差一般不能计算。在本次设计的主要技术参数中要求回转精度： 0.1o回转精度=符合回转精度要求，固选用此电机。2.3 齿轮传动的设计2.3.1 选用传动比a / i 0.1o齿轮传动简图如图 2-3 所示，传动比暂时先选为 2。图 2.3 一级齿轮传动根据国标 GB/T100851988，本课题中一级传动中使用直齿圆柱齿轮传动的方案。选择齿轮的精度等级时应该首先考虑齿轮的生产难度，在满足功能要求的前提下尽可能地节约成本，数控机床速度高，要求精度高，根据机械设计表 10-7， 故选 7 级精度；材料选择，齿轮材料对齿轮的安装能力和结构规格非常有影响。齿轮应该具有足够的强度，以保证轴颈抗损伤、缝隙腐蚀、胶合板抗塑性变形能力。生产加工应该不难，材料也不能太贵。价格昂贵，而且考虑到齿轮传动系统效率高可以小一点，而且速度没有调节，考虑到高效率的提高和各轴颈的磨损，齿轮表面强度规定为 45-55HRC。因此，小齿轮采用 40Gr（调质热处理），大齿轮强度为 45钢，调质热处理，选用实心型；齿数 z 的选择，在保证接触压缩强度的前提下，可以根据增加的齿数增加重叠度，促进传动齿轮更加平稳，有利于提高传动齿轮的工作环境，也可以减小传动齿轮的高度和宽度。减小渐开线齿轮的规格，减少生产加工时的切削量，可以降低生产成本，综合来说，在保证传动齿轮轮齿疲劳极限的情况下，齿数应为尽可能大。传动齿轮的齿数一般为 20-40。明确传动齿轮的齿数后，可根据传动比确定传动轮的齿数。一般情况下，两者互为质数，这样可以均匀磨损传动齿轮。2.3.2 按齿面接触强度设计d1t 2.32（2-5）（1）确定公式 2-5 内的各计算数值试选载荷系数：在实际工作的齿轮传动中，受到多方面的综合作用，会使得齿轮轮齿上面的法向负载变大，所以在进行计算时应该予以修正，以此来得到正确的齿轮强度计算载荷，载荷系数等于多个系数的连乘积。数控机床在使用时均匀平稳，基本没有什么冲击，且原动机采用步进电动机，所以使用系数选择 1.00; 动载荷系数是由于加工及使用误差使得齿轮在受力后还会产生弹性变形，从而导致齿轮不能正常传动啮合，为了更好地记录动载荷系数的影响，查阅机械设计表10-8。根据传动齿轮的精度等级及其运转率，动载荷系数可选择为 1.1。齿之间的负载分布在分度和传动齿轮的布局上与个数数是相关的。本设计中，传动齿轮采用直圆柱齿轮，精度为 7 级，因此齿间载荷分散指数选择为 1.1，齿向载荷分散与齿向布置有关。传动装置。本设计方案中，传动齿轮采用悬臂式布置。根据机械结构设计表 10-4，可得到传动齿轮的齿向载荷渗透指数为 1.087。一般情况下，可以得到负载系数 Kt1=1.2；确定小齿轮传递的转矩；T1= T max =2000=3.8Nm（2-6）in1n258 0.99 0.98选取齿宽系数：齿宽系数还与齿面硬度有关，选取合适的齿宽系数还有利于提高总体的系统刚度，根据机械设计表 10-8，由于本设计中的小齿轮做悬臂布置，所以初步选择Fd =0.4；1选取材料的弹性影响系数：ZE=189.8Mpa 2 ；按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限；sHlim1=1200Mpa,大齿轮的接触疲劳强度极限；sHlim1=800Mpa；接触疲劳寿命系数；KHN1=1,KHN2=1；计算接触疲劳许用应力；取失效概率为 1%,安全系数为 S=1sH1=1200Mpa sH2=800Mpa.（2）按齿面接触强度设计把小齿轮的分度圆直径d1t ,代入sH中：d1t 2.32=80mm计算圆周速度 V；V= pd1tn1 60 1000=0.837m/s计算齿宽 b；b= Fd . d1t =0.480=32mm计算齿宽与齿高之比 bh模数；mt= 80 = 4mm20齿高；h=2.25mt=2.254=9mmb = 32 =3.56h9计算载荷系数；根据 V=0.167m/s，再根据齿轮选用的 7 级精度，得到动载系数 Kv=1.0； 直齿轮KHa=KFa=1.0；查表得使用系数 KA=1；用插值法查得K Hb=1.139；bK =1.139 得K =1.12，故载荷系数；由=5.52，hHbFbK= KA KV KHa K Hb=11.011.139=1.139根据实际的载荷系数，得到正确的分度圆直径：d1= d1t= 8031.1391.2=78.62mm计算模数 m；m= d1 = 78.62 =3.93mm2.3.3 按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为z120M（2-7）（1）确定公式内的各计算数值查表得小齿轮的弯曲疲劳强度极限sFE1 =800Mpa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限sFE2 =700Mpa；查表得弯曲疲劳寿命系数KFN1 =0.9；计算弯曲疲劳许用应力；取弯曲疲劳安全系数。S=1.8.K FN2 =0.95；sF1= KFN1sFE1 = 0.9 800 Mpa=400MpaS1.8sF2= KFN 2sFE 2 = 0.95 700 Mpa=369.44MpaS计算载荷系数 K：1.8K= KAKVKFaKF b=11.011.2=1.2查取齿形系数：查机械设计表 10-5 得：YFa1=2.80；YFa2=2.40；应力校正系数：Ysa1=1.55； Ysa2=1.67；计算大、小齿轮的 YFaYSa 并加以比较：sF YFa1YSa1 = 2.8 1.55 =0.01085 sF 1400YFa2YSa2 = 2.40 1.67 =0.01085 sF 2369.44（2）设计计算2 1.2 73.6 1000 0.01085m= 3 mm=2.29mm0.4 202对比两次设计的结果，可得弯曲强度算得的模数 0.806，并就近圆整为标准值m=4，按接触强度算得的分度圆直径 d1=78.62mm，最后得出来：小齿轮的齿数：Z = d1 201m大齿轮齿数：Z2 =202=40（3）几何尺寸计算计算分度圆直径：d1= Z1 m=204=80mm d2= Z2 m=404=160mm计算中心距：a= d1 + d 2 = 80 + 160 =120mm22计算齿轮宽度：b= Fd d1=0.420=8mm 取 B1=13mmB2=8mm2.4 涡轮与蜗杆的设计2.4.1 选择蜗杆传动类型根据国标 GB/T10085-1988 的介绍，数控机床的转台需要传动比较精密，速度中等偏高，且蜗杆不磨削，震动不太大，所以在本设计中采用渐开线蜗杆（ZI）。2.4.2 选择材料在选择材料的时候，涡轮蜗杆不仅仅需要够硬够强，还需要很快的进行磨合， 以便于快速的进入正常工作，还需要较高的耐磨性，考虑到蜗杆传动的功率很小， 传动的效率很低，速度也不快，所以：（1）正常情况下蜗杆都是由合金钢或者碳钢做的，因为蜗杆需要很高的表面硬度，所以在这里我选择用 45 钢并进行调质处理，这样可以使硬度达到要求。（2）蜗轮由于需要较高的性能要求，所以用铸造磷青铜 ZcuSn10P1 来制作, 使用金属模铸造。这种材料的价格比较贵，为了可以大量生产，尽可能地节约成本，所以只有齿圈使用青铜制造，里面采用灰铸铁 HT150 进行填充。2.4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计查阅闭式蜗杆传动的设计要求，所以在这里选择先按齿面接触疲劳强度进行设计，再按照齿根弯曲疲劳强度进行校核，由机械设计，传动中心距：a (2-8)式 2-8 中： K 为载荷系数；T2 为蜗杆上的转矩；ZE 为弹性影响系数；ZP 为接触系数；sH 为许用接触用力。（1）确定作用在蜗杆上的转矩T2按Z1 = 2 ，估取效率h= 0.75，则95.5 105 PT2 = 2n2i12 = i1i2 = 2 36 = 72n 2 = n1 / i12 = 4053.2 / 72 = 67.55r / minP2 = P1h= 0.73 0.8 = 0.55kw那么T2 为95.5 105 P95.5 105 0.55T2 = 2 = 77757.22N mmn267.55（2）确定载荷系数因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数 Kb = 1;由机械设计表 11-5 选取使用系数 K A = 1.15;由于载荷系数不高，冲击不大，可取动载荷系数 K = 1.05 ；则K = K A KbK = 1.21（3）确定弹性影响系数ZE ：1本设计中选择的是铸锡磷青铜制作的涡轮，故ZE = 160MPa 2 。（4）确定接触系数Zr：我们首先初选蜗杆分度圆直径d 和 a 的比值 d1 = 0.35，可查得Z= 2.9 。1ar（5）确定许用接触应力sH ：查表得涡轮的基本许用应力：s = 268MPa 。H应力循环次数：N=60jnLh=60120004015000=45000000寿命系数：KHN=0.83所以sH=KHNsH=0.83268Mpa=223Mpa（6）计算中心距：a=188mm选择中心距a = 200mm ,取i = 20，从机械设计表 11-2 中取模数m = 8,蜗杆分度圆直径 d1= 80mm 。这时 d1 =a80200= 0.4 ，从机械设计图 11-18 中可查得接触系数28Z = 2.74,因为 Z Z,所以上面的计算结果符合要求。rrr2.4.4 蜗杆与涡轮的主要尺寸与参数蜗杆：轴向齿距： Pa = 25.133mm直径系数： q = 10齿顶圆直径： da1 = 96mm齿根圆直径： d f 1 = 60.8mm分度圆导程角：=31047 蜗杆轴向齿厚： Sa = 12.5664mm涡轮：蜗轮齿数 Z2=72;变位系数 x2=0验算传动比：i= Z2 / Z1 =72/2=36，此时传动比误差为=3.3%，符合要求.蜗轮分度圆直径 d2=Mz2=5x62=310mm蜗轮喉圆直径 da2=326mm 蜗轮齿根圆直径 df2=274mm 蜗轮咽喉圆半径 rg2=45mm2.5 输入轴的设计本设计中轴 1 材料上采用 45 钢，调质处理，结构上采用悬臂式结构，其运动由步进电动机提供，带动齿轮传动和涡轮传动系统，最后实现分度运动。2.5.1 轴上参数计算（1）求输入轴上的 P1 ， T1 设计中取轴承传动效率： 联轴器传动效率：h2 =0.99h1 =0.99P1 = P h1 h2 = 0.73 0.99 0.99 = 0.715KWn1 = 4053.2r / min1T = 9550000 P1 = 9550000n10.734053.2= 1720N mm（2）计算作用于齿轮上的力上面我们已经求出了小齿轮分度圆直径是 80mmtF = 2T1 = 2 1720 = 104.24Nd133F = F tan 20o =104.24 0.364 = 37.94NrtFa = 0N轴上力情况分析如下图 2-4 所示；图 2.4轴 1 受力图（3）求轴最小直径因为设计选取轴是 45 钢，而且是调质处理，可知 A0 = 112,于是得dmin = A0= 112= 6.32mm用输入轴的最小直径端作为联轴器安装的地方dVI -VII ，该段与联轴器相配,根据联轴器的型号故取dVI -VII = 10mm 。从动端半联轴器 L=22mm，为保证轴段的挡圈压有空间安放，VI-VII 段的长度要取比 L 略小一点，故取 LVI -VII = 18mm 。因为 VI-VII左端需制出一轴肩，故取 V-VI 段的直径dV -VI = 15mm（4）轴的设计本设计拟定轴 1 上零件的结构；本论文中轴承初步选为滚动轴承。考虑到轴承在工作中同时受到径向力与轴向力的作用，分析各种滚动轴承的优势与不足，最后在设计中采用单列圆锥滚子轴承。根据传动的要求，并且dV -VI = 15mm ，查机械设计表 9-30，可以初步选定圆锥滚子轴承 30204。它的基本尺寸为 d D T = 20mm 47mm 15.25mm ，所以dIV -V= dI -II = 20mm ， LIV -V= 15.25mm 。按照轴向定位来确定轴的各段参数L1=33mmD1=12mmL2=46mmD2=15mmL3=50mmD3=17mmL4=32 mmD4=16mm（5）轴上周向定位一般情况下齿轮与轴的周向定位都是采用平键来连接。按 dII - III 查得b h = 8 7 mm。故取齿轮与轴的配合为 H 7 ，同样在半联轴器与轴连接中，选取n6平键为b h = 3 3mm ，选取半联轴器与轴的配合为 H 7 。同时滚动轴承与轴的周k6向定位设计中采用过度配合来，为 H 7 。m6（6）倒角、圆角查机械设计表 15-2，初步选用轴两端的倒角0.8 45o 。（7）求轴的载荷从本次设计中轴的工作环境和结构图可以得知截面 B 是轴的危险截面。下表为截面上的M H 、MV 及 M，如表 2-2 所示；（8）根据弯扭合成应力来计算校对输入轴由于输入轴是单方向旋转的，它的扭转切应力就是它的脉动循环变应力，所以我们取a= 0.6 。计算轴的应力：s = 2.6MPacaW0.1 (35)3表 2.2轴 1 截面应力各载荷水平面H垂直面V支反力FFNH 1 = 18.02N , FNH 2 = 477.7NFNV 1 = 6.55N , FNV 2 = 173.45N轴上弯矩 MM H = 2866.2N mmMV = 1040.7N mm轴总弯矩M=M 2 + M 2 = 3068.10N mmHHV轴上扭矩 TT = 17846N mm在前面设计中我们已经选取了轴 1 使用 45 钢制成，采用调质处理，强度硬度符合要求， 查机械设计手册表 51-1 可以知道 s-1 = 60MPa ， 明显可以满足sca s-1 的条件，所以本轴设计合理，可以安全使用。2.5.2 输入轴结构设计本设计的输入轴的结构为悬臂式结构，左端采用齿轮套加螺钉固定，箱体上采用调整套固定步进电机轴，各轴段的参数已经列出，详见轴 CAD 图纸。2.6 蜗杆轴的设计本设计中蜗轮轴是 45 钢，调质处理。毛坯的选择是工艺规程制定的第一步， 也是比较关键的环节。毛坯的外观和特性（强度、精度、合金成分等）对机械加工和制造很重要。难易程度和工艺流程的总数立即有害。因此，毛坯的有效选择是生产制造中非常关键的环节，毛坯加工余量的定义也是非常关键的问题。毛坯类型的选择决定以及零件的具体功能、原材料、外观、制造特点及其在生产中的概率、根据零件的原材料，强烈建议使用铝型材或铸钢件，但从经济发展的角度来看，如铝型材中使用圆棒，剩余加工量大，这不是不仅消耗原材料，还升级了CNC 车床和 CNC 车床。消耗叶片和电能，而铸钢件具有较高的抗压强度、抗弯强度和抗扭抗压强度。断裂韧性在重载荷或冲击载荷下的工作部件中很常见。由于蜗杆轴工作时载荷大，强度和韧性要求高，结构简单，大批量生产，45 号钢铸钢坯（自由锻）为选的，自由锻的精度一般不高。2.6.1 轴参数设计蜗杆轴上 P3 、n3 和T3 的计算：查得联轴器h1 = 0.99 ，齿轮h2 = 0.97 ，所以P3 = P1h1h2 = 0.73 0.99 0.97 = 0.7KWn3 = n1 / i = 4053.2 / 3 = 1351.1r / min3T = 9550000 P3 = 9550000n30.71351.1= 4947.82N mm齿轮上力计算：大齿轮分度圆直径已经在齿轮的设计中算出为d2 = 121.5mm所以F = 2T3 = 2 4947.82 = 81.45Nd2t121.5Fa = 0NFr = Ft tanan = 29.65N计算轴最小直径：查机械设计式 15-2、表 15-3，选取 A0 = 112，则dmin = A0= 112 30.71351.1= 9mm取dmin = 30mm由此取轴两端的直径是33mm轴的结构轴的结构如下图 2-6 所示。它的尺寸为d x D x T = 30mm x 62mm x 17.25mm 。图 2.6蜗杆轴结构I 计算各轴长L1=3OD1=35L2=73D2=40L3=88D3=50L4=26D4=40L5=67D5=45L6=10D6=54L7=36D7=45L8=46D8=41L9=42D9=35L10=30D10=30II 涡轮轴各端倒角为1.5 45o ，其轴肩的各圆角的半径为 R2Fa2Ft2图 2.7轴 2 受力图对涡轮轴受力分析，如图 2-7 为涡轮轴的受力分析图；Ft 2= 2T1d1Fa 2= 2T2d2（2-9）Fr 2 = Ft 2 tana（2-10）T2 = T1iT = 0Ft1 r1 = Ft 2 r2 Ft 2 = 1263.6N Fa 2 = 635.7N Fr 2 = 459.9N可以从图中明显得知截面 A 才是危险的。下表 2-3 为截面 A 处的M H的值：MV 及 M表 2.3截面应力轴载荷水平面H垂直面V支反力力 FFNH 1 = 995.8N , FNH 2 = 736.8NFNV 1 = 55.73N , FNV 2 = 234.17N轴上弯矩 MM H = 124298.6N mmM = 39504.48N.mm cos-1qV轴总弯矩M=M 2 + M 2 = 130424N mmHHV轴上扭矩 TT = 50643N mm2.6.2 轴强度的校核轴单向旋转，涡轮轴的扭矩切应力等于脉动循环变应力，选a= 0.6 。那么计算轴的应力：s = 6.0MPacaW0.1 (60.8)3设计中已经选输入轴是 45 钢， 调质处理。查机械设计表 51-1 可以知道s-1 = 60MPa ，明显满足sca s-1 的条件，所以是安全的。2.6.3 加工顺序的安排（1）工序划分的确定工序集中与工序分散：工艺流程的集中，使总工程师序数减少，即减少安装频率，减少装夹时间，减少工装夹具数量，使用高效数控车床。至少，每个进程只包含一个简单的进程。流程的去中心化可以使每一个流程。一个工艺过程中使用的机械设备，数控刀片等非常简单，数控车床的调整简化，实际操作人员的技术实力也较低，充分考虑产品和工件是中大批量生产，采用工序分散。（2）先粗后精也就是说，需要先分配初始加工工艺流程，再分配深加工工艺流程。精车将在相对较短的时间内去除产品表面的大部分体积。一方面，它会提高金属材料钻孔的高效率，另一方面，达到镗孔容量均匀度规定。（3）热处理工序的安排该部分蜗杆轴的原材料为 45 钢。坯料锻造后进行淬火；热处理工艺在初加工后进行。2.7 轴承的选择在该设计中，使用了两对滚动轴承，各在键轴和蜗杆轴上。因为它们都受到轴向力和轴向力，所以在这种设计中使用了滚子轴承。滚子轴承作为机械设备中最常用的部件之一，主要用于根据部件的翻转和接触来支撑部件的旋转。与滚动轴承相比，滚动轴承的优点是滑动摩擦较小，有利于运转，消耗的输出功率较小。而且，现阶段大多数较常见的滚子轴承已经标准化。因此，在选择滚动轴承时， 只需根据工作标准准确选择滚动轴承的型号和规格即可。设计方案中充分考虑到各轴不同程度的偏差会立即引起生产加工偏差，因此本设计方案采用调心特性好的圆锥滚子轴承。且其外侧可分离，安装的时候间隙可以改变。滚动轴承代号为 3000，然后根据安装规范选择滚动轴承的型号规格。本设计方案采用输入轴，采用涡轮增压轴。本课题中输入轴所采用的圆锥滚子轴承 30204，涡轮轴选用的圆锥滚子轴承为 30206。2.7.1 轴承游隙的选择游隙的调整是轴承安装技术的核心问题，它可能会影响到整个机械设备的运行，一不小心就会导致整个机械设备的运行流畅度和可靠性降低。简单地说，轴承间隙是单个或多个滚动轴承组成的系统内部的间隙。齿隙可分为径向齿隙和轴向齿隙，这取决于滚动轴承的类型和测量方法。例如，煮饭时水太多或太少，都会损害白米的口感。同样，如果轴承间隙太大或者太小，都会使得机械设备的运行受到影响，轻则精确度不满足要求，机器出现轻微震动，严重时可能会直接影响到机器的寿命。滚动轴承是指原滚动轴承出厂后滚动轴承的齿隙清晰。可调齿隙滚动轴承是指使滚动轴承的燕尾导轨相对径向部位移动以获得必要的齿隙的能力。它属于这种圆锥滚动轴承、角接触球轴承和一些推力轴承。对于不能调整的滚动轴承的背隙，现场有相应的指标值（CN、C3、C4），也可以定制特殊的背隙类别。当轴和轴承座的规格已知时，相应的内外配合量是明确的，安装后不能改变齿隙。当您移动内孔时，您可能会得到两种类型的齿隙，正负。工作中齿隙的最佳选择是由运行条件（负载、速度、设计方案的主要参数）和预期运行条件（更长的使用寿命、最佳弯曲刚度、低发热、维护这些的便利性）决定的-制作。众所周知，在大多数应用中，我们无法在工作时立即调整间隙。这就需要大家根据应用的分析和工作经验，计算出安装后相应的背隙值。安装后，滚动轴承的侧隙不能调整，关键是相互配合。因此，下面重点详细介绍可调式滚动轴承的齿隙调整方法。可用速比宽，圆锥滚子可额外承受轴向力和轴向力。柱轴承就是一个例子。在这种设计中，可以调整轴承间隙。可根据轴承端盖下的垫圈进行调整，简单方便。2.7.2 轴承润滑滚动轴承在运行时，应进行润滑，防止损坏滚动轴承部件。润滑可以减少摩擦，尽可能避免损坏。此外，还可用于冷却、减震、密封等。可以说，有效的润滑对改善滚动轴承的特性有很大的作用。滚子轴承常用的润滑方法很多。其中有油脂保湿、油性保湿和固态保湿。充分考虑转盘在工作中运行频繁，工作时间和温度都比较高。因此，在设计方案中选择了油润滑。2.7.3 轴承密封装置滚动轴承密封设备及类型：非接触密封设备工作时，工作时几乎不会产生摩擦的热量，也不会有很明显的磨损，比较适合用在环境恶劣的场所，比如高温油污的地方。而接触型的与之正好相反，由于两者直接紧密接触，工作的时候摩擦力特别大，会产生大量热量，引起表面的损毁，而且不好维修，使得整体密封性变得太差且不容易控制，费时费力，一般情况下用用中低速的场合。网格密封常见的结构形式有毛毡密封圈和交叉环密封。全面的密封性能 在烟、尘、水等恶劣环境中，以及润滑液不允许泄漏的场所，通常综合采用各种密封方式，以达到更强的密封性能实际效果。带密封盖或密封圈的滚动轴承。作为标准产品给出的球轴承包括带密封盖和单层和双面密封圈的单层或双面角接触球轴承、两侧带座外弧形球轴承等，带密封盖的滚动轴承或安装时密封圈已加注适当的润滑脂，无需维护。本设计的目的主要是隔离空气中的灰尘和杂志，同时保护润滑油不会流出， 综上所述，在这里我们选择使用接触式的唇形密封圈。2.7.4 转台轴承的设计选择根据多年的设计方案，回转工作台普遍采用滚子轴承。由于推力球轴承可以在径向上承受很大的载荷，这也是由它的特点所决定的，根据改进后的组成，将圆柱滚子轴承和推力球轴承组合成设计方案，改进了一种适用于旋转工作中旋转工作台的滚子轴承。本课题方案数控转台使用的滚动轴承为扭转向心圆柱滚子轴承，其型号规格为：YRT325，关键规格：325450660Mm，由扭转内圈和扭转轴颈环组成，一个扭转密封圈，2 个滚针轴承组件和一组向心圆柱滚子轴承，该轴承的主要特点是：1）能够承受各种负载和力矩；2）间隙可以调整，回转精度可以保证；3）本身制造精度高，不易损坏，摩擦力可以忽略不计；4）结构紧凑，安装维护简便。2.8 箱体结构设计2.8.1 箱体结构(1)外壳的作用支撑零件，使他们可以按照要求正常运行。外壳还可以储存润滑液，38完成各种健身运动部件的润滑。安全维护和密封功能可防止箱体的身体部位受到外部环境的伤害。还维护了设备操作人员的生命和道路安全，具有一定的减振、隔热、隔音、降噪作用。设备各部分由单独的外壳组成，各为一个模块，有利于生产、加工、安装、调整和维护。改进设备模型设计，统一设备各部分比例，使整个机械模型设计美观大方。对于数控机床转台箱座的结构，本设计方案将在设计方案规定的前提下，尽量避免数控机床转台箱座的体积，从而减少它占用的室内空间。（2）此外，还应考虑以下问题： 1、达到抗压强度和抗弯刚度的要求。对于承载力非常大的壳体零件，达到抗压强度是一个至关重要的问题。2. 散热特性和热变形问题。 3.整体设计有效。 4.设计好，质量低。设计方案不同。可能对以上规定有一定的重视。（3）箱体结构设计：外壳的外观和规格往往是由内部零件和外壳内部零件之间的内部连接决定的。确定壳体结构规格和外观设计的设计方法称为“结构封装法”。当然，也要考虑外部因素。零件有关于外壳外观和规格的说明。壳体壁厚设计方案多采用类比法，对比同行业，参考设计人员工作经验或设计方案指南等资料提供工作经验数据信息， 明确壁厚、加强筋、平台等主要参数布局和结构。对于重要的壳体，可用电子计算机的有限元原理测量壳体的抗弯刚度和抗压强度，或用实体模型和商品进行原位应力或应变力测量，数据信息可以获得或用作数字校对方法。壳体毛坯选用锻造毛坯或电焊毛坯，应根据情况进行全层次分析决策。锻造随便铸造一个复杂的外壳，电焊焊接的机身，手把，批准了厚壁和大平面图，而锻造则更难完成厚壁和大平面图。有关详细信息，具体情况参考装配图。2.8.2 主要零件的质量工作台：21.05 Kg涡轮：8.94 Kg齿轮轴：0.788 Kg大齿轮：3.9 Kg蜗杆轴：4.15 Kg输出轴：5.7Kg表 2.4回转工作台结构尺寸参数名称参数符号尺寸（mm）箱座壁厚d8箱盖壁厚d18箱盖凸缘厚度b12箱体凸缘厚度b112箱座底部凸缘厚度b220箱座地脚螺钉直径d f16箱座地脚螺钉数n4大齿轮顶圆与内壁距离D110齿轮端面与内机壁距离D28箱盖、箱座肋厚m16.8轴承端盖外径D2D + (5 - 5.5)d3轴承端盖的凸缘厚度t(1 1.2)d3外箱壁至轴承座端面距离Lc1 + c2 + (8 12)定位销的直径d6.4轴承端盖螺钉直径d38连接螺栓d2的间距l60参数名称参数符号尺寸（mm）箱盖与箱座连接螺栓的直径d112轴承旁连接螺栓的直径d28第三章 控制部分的设计3.1 系统方案设计构成本系统包括机械部分和伺服电机控制两部分。根据所给的要求，拟用开环控制结构设计方案如图 1。图 3.1 开环系统结构原理实际基本原理：编写单片机的设计指令，根据扫描仪数字键盘的数据记录必须旋转的视角，然后计算必须输出的单脉冲，使用手机软件完成单脉冲输出，再通过光耦合电路减少外界影响，再用环形稳压器使各相绕组按一定顺序插好，由功放电路供电电路完成输出功率增加，然后连接步进电机，根据联轴器，将扭矩传递到蜗杆和蜗轮减速装置。由于蜗轮和旋转工作台通过转轴相互连接，它们具有相同的角速度，从而推动蜗轮旋转以推动旋转工作台旋转。步进电机是通过磁感应来使自己转动的。每输入一个信号脉冲，步进电机就会走过一步。电机的转动多少和输入的脉冲多少有关，而速度则与信号的频率有关。步进电机是我们在设计机械产品时的很重要的一个元件，一般情况下用在需要回转运动的准确控制上面。步进电机具有惯性力小、准确度高、不会积累误差、操作方便等特点。普遍应用在机械产品中，如：数控机床、包装设备、电子电脑周边、打印机、打印机等。步进电机可以分很多种，快速型步进电机的工作频率相比于其他电机来说很高，但是可以输出的转矩很小，适用于小型的精密机床，而功率型的步进电机承载能力强，结构多为多段轴向式，轴向的转动惯量小，运行比较平稳，可以直接驱动大型机床的移动部件。步进电机按照工作原理可以分为以下几种，电磁式一般不常使用 ，反应式的优点是步距角小，励磁电流大，断电时没有定位转距 ， 一般用于精密式数控机床 。电机转子或电机定子，凡是采用永磁原料的步进电机都称为永磁步进电机。它与反应式步进电机不太一样，断电时可以保持一定的值。如今许多生产加工制造必须进行微量切削。为了完成这一工作的基本要求， 大部分的电机其实都可以做到这一步，但是为什么要选择步进电机呢，步进电机的优点之一就是对负载没有什么特殊要求。它在工作的时候不会受到负载大小的影响，而普通电机在外界载荷增大的时候它的速度会变化，所以不适合数控机床这种紧密的机器。所以，在这种对速度和载荷有严格要求的地方就得选用步进电机；然后就是步进电机好操作，它的接口一般都是两根线或者四根线，使用最简单的单片机或者 plc 就可以控制，控制更加简单方便；最后就是步进电机的机械结构简单，自己就可以很轻易的调整。伺服电机可以对旋转视角和旋转速度进行高精度操纵。伺服电机作为操作部件，是很多机器和机床的关键部分。由于电子信息技术的快速发展，高精度电动机的需求变得很大，应用于社会经济的各个行业。 20 世纪，出现了步进电机。它是一种可以随意旋转的电磁线圈。姿势的基本原理与今天的反应方程式步进电机没有什么不同。它还利用磁密度和磁导率的变换来产生磁感应转矩。 20 世纪，由于资产阶级帝国主义争夺殖民，造船业发展迅速，也推动了步进电机的技术进步。伺服电机与一般电机的区别在于伺服电机采用差分信号的运算。伺服电机依靠一个称为环形稳压器的开关元件，按照功率放大电路，励磁稳压器依次与直流稳压电源相连。室内空间会产生阶跃电磁振荡，使电机转子逐级旋转，随着单脉冲频率的增加，速比会扩大。现在比较常见的伺服电机有反应方式伺服电机、永磁伺服电机、混合伺服电机和单相电动伺服电机。其中，反应方程式伺服电机的电机转子等效电路采用铁磁材料，电机定子绕有多分量励磁调节器，利用磁导率的变换产生转矩。目前， 反应方程式伺服电机应用最多。伺服电机与普通电机的主要区别在于其单脉冲驱动方式。正好是这个特点。伺服电机可以结合现代计算机控制技术。但伺服电机在运行精度、变速范围、低速齿轮特性等方面不及传统闭环控制系统的交流电机调速电机。伺服电机可用于精度不需要特别高的地方。伺服电机可以充分发挥其结构简单、稳定性高、成本低的特点。在适当的应用下，它甚至可以与交流电机调速电机的特性相媲美。伺服电机普遍地应用与各种生产机构中。它更大的应用是在数控车床的制造中。由于伺服电机不需要 A/D 转换，它可以立即将数据差分信号转换为角速度， 因此被认为是数控车床的理想实现部件。在这个应用中，步进电机可以完成两项附加任务，一是传递扭矩，二是信息传递。伺服电机也可作为数控机床涡杆砂轮磨边机同一系统软件的驱动电机。伺服电机除应用于数控车床外，还可用于其他机械设备，在智能生产制造时期可以充分发挥其主要用途。随着不同智能技术的发展趋势和伺服电机自身技术的提高，伺服电机可能会应用于大量行业。3.2 单片机的选用首先必须先建立自动控制系统的基本硬件配置，包括：CPU、存储器、I/O 通信接口等。因为 MCU 设计具有以下特点： 1. 优秀性价比； 2、加工速度快，体积小，稳定性高。单片机设计将各个功能元件集成到一个集成 IC 中，系统总线的内部选择降低了各个集成 IC 的连续性，进一步提高了电子计算机的稳定性和抗干扰性。另外，它的体积小，是针对强磁铁的。自然环境，易于使用的屏蔽对策， 适合在极端自然环境下工作； 3、操控效果强。由于单片机设计具有以上特点， 微处理可选择 MCS-51 的单片机。单片机设计的使用可以从以下多个层次来看： 特点：根据设计的要求来选用； 存储器：产品开发环节，一般使用 Flash 单片机设计，可以自动加载和清除，非常好用；非常方便更改程序流程，可以提高开发设计速度。对于日趋完善的产品，容量够就可以，否则会增加成本。如果要存储数据和信息，请使用EEPROM 或适用于 IAP 的微控制器设计；单片机设计的可靠性、抗干扰能力等主要参数大多与速度成反比。另外，速度较快，损耗大； ：I/O 端口的总数和功能是使用单片机时首先要考虑的问题之一。总数要根据具体情况明确。不仅不需要集成 IC 的体积，而且减少了成本； 导通时间/电子计数器：大多数 MCU 设计给出23 个导通时间/电子计数器，部分导通时间/电子计数器还具有键入捕捉、输出比较和 PWM（脉宽调整）的功能。使用此控制模块不仅可以简化软件开发， 而且占用更少。 现在有很多单片机设计给提供看门狗定时器，可以在单片机设计“卡死”时自动校准； 串口通讯：单片机设计的常见串口通讯有：标准化 UART 插座、增强型 UART 插座、I2C 总线插座、CAN 总线插座、SPI 接口、USB 接口等。大部分单片机设计都赋予了 UART 插座，一些单芯片设计没有串行通信； 数字集成电路的作用：方便客户制作高精度数据采集系统软件。 PWM 控制模块可用于创建具有不同频率和 PWM 占空比的差分信号。可以轻松完成 D/A 输出功能。 PWMplc 模块也可以用来完成直流无刷电机的变速。微控制器设计中的集成电压跟随器可以执行多种功能，例如阈值测试和低成本 AD 转换器。现在有很多单片机设计给提供看门狗定时器，可以在单片机设计“卡死”时自动校准； 串口通讯：单片机设计的常见串口通讯有：标准化 UART 插座、增强型 UART 插座、I2C 总线插座、CAN 总线插座、SPI 接口、USB 接口等。大部分单片机设计都赋予了 UART 插座，一些单芯片设计没有串行通信； PWM 控制模块可用于创建具有不同频率和 PWM 占空比的差分信号。可以轻松完成 D/A 输出功能。 PWMplc 模块也可以用来完成直流无刷电机的变速。微控制器设计中的集成电压跟随器可以执行多种功能，例如阈值测试和低成本 AD 转换器。微控制器设计的特性也有很多因素需要考虑，比如终端源的总数，是否有上电校准功能。此外，还应考虑单片机设计的可用性。是否可以立即购买单片机设计。它是指是否可以立即从制造商或其区域代理商处购买单片机设计。购买方式是否可用？光滑的。单芯片设计是否有足够的货源，以确保所选的单芯片设计能够满足产品的生产要求？在选择单芯片设计时，还要注意选择这些仍在生产中的型号和规格。长时间暂停的单片机设计无法使用，因为它没有能力提供事后工作， 立即危及产品的再制造和生命力。另外，会给人一种落伍的感觉，损害产品的原创性。最好查看所使用的微控制器设计是否处于改进过程中。显然，对于提前准备的最新版本或最新版本的微控制器设计，软件系统或产品的选择具有强大的动力。MCS-51 微控制器设计共有四个 8 位并行处理 I/O 端口，分别表示为 P0、P1、P2 和 P3。也就是说一共有 32 个 socket，因为主体设计的作用很简单。 32 个 socket 就够了，不需要扩展 I/O 设计方案，但是要明白这 4 个 8 位并行处理 I/O 口具有相同的独特功能内存，另外 P3 口还有第二个功能（包括 RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1 , WR, RD)。MCS-51 微控制器设计共有四个 8 位并行处理 I/O 端口，分别表示为 P0、P1、P2 和 P3。也就是说一共有 32 个 socket，因为主体设计的作用很简单。 32 个 socket 就够了，不需要扩展 I/O 设计方案，但是要明白这4 个 8 位并行处理 I/O 口具有相同的独特功能内存，MCS-51 微控制器设计共有四个 8 位并行处理 I/O 端口，分别表示为 P0、P1、P2 和 P3。也就是说一共有 32 个 socket，因为主体设计的作用很简单。 32 个 socket 就够了，不需要扩展 I/O 设计方案，但是要明白这 4 个 8 位并行处理 I/O 口具有相同的独特功能内存，其他端口只能推 4 个，另外 P3 口还有第二个功能（包括 RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1 , WR, RD)。3.3 驱动器的选择伺服电机的关键是具有一定精度的控制水平。在不同系列的产品中，也有不同规格型号的产品。关键体现当前强度等级的本质，外在于扭矩大小等级。如果按照规定选择了伺服电机，则必须看伺服电机完成较大输出转矩时的匹配电流强度值。这是选择要匹配的控制器的基本规则。接下来看看伺服电机可以完成的步进电机视角，以及你指定的步进电机视角来完成角色。这是操纵伺服电机的速度比所必需的。这也用于选择控制器细分。法规的一项重要规定。根据伺服电机选择控制器的关键是这两个层次。自然选择的控制器还必须与生成数据信号的微控制器设计（或称为控制板）配对。在保证控制板输出频率满足要求的情况下，尽量采用高细分。这样，电机的健身运动是稳定的，可以提高线性度。换句话说， 您的控制面板无法生成控制器指定的频率，因此请选择高分频驱动器。本设计中我们选择的驱动器是 ZD6209-V2，符合任务书要求，参数如下： 最高输入电压：DC 40V 最高驱动电流：1.8A 细分可调，使电机转速更加稳定 输出电流 4 档可调过热自动保护 自动半流锁定 哀减 4 档可调 支持脱机、使能、锁定等功能.图 3.2 驱动器的硬件连接图3.4 电气原理图图3.3 控制系统功能设计及键盘设计电气原理图如上图，右上角装的是 LED 显示屏，可以显示四位数的角度；键盘由数字 1-9 组成，用于输入所需要的分度角来进行人机控制；*键用来数控机床转台的回 0，#键用来确定，即按下#键后，数控转台就会转过相应的角度。图 3.4LED 显示屏（1）显示
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