2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  目 錄</b></p><p><b>  一、設計任務2</b></p><p>  二、總體方案確定2</p><p>  1.機械傳動部件的選擇2</p><p>  2.控制系統(tǒng)的設計3</p><p>  三、機械傳動部件的

2、計算與選型4</p><p>  1.導軌上移動部件的重量估算4</p><p>  2.切削力的計算4</p><p>  3.直線滾動導軌副的計算與類型5</p><p>  4.滾珠絲桿螺母副的計算與選型6</p><p>  5.步進電動機減速箱的選用12</p><p> 

3、 6.步進電動機的計算與選型12</p><p>  四、繪制進給傳動機構(gòu)的裝配圖19</p><p>  五、控制系統(tǒng)的設計20</p><p> ?。?)控制系統(tǒng)的原理框圖20</p><p><b>  (2)簡介20</b></p><p><b> ?。?)應用24

4、</b></p><p>  六、步進電動機驅(qū)動電源的選用27</p><p><b>  七、附圖28</b></p><p><b>  八、參考文獻28</b></p><p><b>  一、設計任務</b></p><p> 

5、 題目:Z3040鉆床工作臺Y向進給系統(tǒng)設計</p><p>  任務:設計一種供Z3040鉆床使用的數(shù)控鉆臺</p><p><b>  主要參數(shù)如下:</b></p><p>  鉆頭最大直徑d=40mm;</p><p>  加工材料為灰鑄鐵190HBW;</p><p>  Y方向的脈沖當

6、量δ=0.005mm/step;</p><p>  Y方向的定位精度為±0.01mm;</p><p>  工作臺面尺寸為400mm×360mm;</p><p>  工作臺空載最快移動速度 2000mm/min;</p><p>  加工時最快進給移動速度2000mm/min;</p><p>

7、<b>  二、總體方案確定</b></p><p>  1.機械傳動部件的選擇</p><p>  導軌副的選用:要設計的工作臺是與Z3040鉆床配套使用的,因此,選用直線滾動導軌副,它具有摩擦系數(shù)小、不易爬行、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝預緊方便等優(yōu)點。</p><p>  絲杠螺母副的選用:伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運

8、動,要滿足0.005mm的脈沖當量和 ±0.01mm的定位精度,滑動絲杠副無能為力,只有選用滾珠絲杠副才能達到?;瑒咏z杠副的傳動精度高、動態(tài)響應快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預緊后可消除反向間隙。</p><p>  減速裝置的選用:選擇了步進電動機和滾珠絲杠副以后,為了圓整脈沖當量,放大電動機的輸出轉(zhuǎn)矩,降低運動部件折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量,可能需要減速裝置,且應有消間隙機構(gòu)。為此,決定采用無間

9、隙齒輪傳動減速箱。</p><p>  伺服電動機的選用:任務書規(guī)定的脈沖當量尚未達到0.001mm,定位精度也未達到微米級,空載最快移動速度也只有3000mm/min。因此,本設計不必采用高檔次的伺服電動機,如交流伺服電動機或直流伺服電動機等,可以選用性能好一些的步進電動機,如混合式步進電動機,以降低成本,提高性價比。</p><p>  步進電動機的控制方式:由于任務書所給精度對于步進

10、電動機還可應付,且此工作臺僅要求單坐標定位,故選用開環(huán)控制。</p><p><b>  2.控制系統(tǒng)的設計</b></p><p>  對于步進電動機的開環(huán)控制,選用8035作為控制系統(tǒng)的CPU,可滿足任務書給定的相關(guān)指標。</p><p>  要設計一臺完整的控制系統(tǒng),在選擇CPU之后,還需要進行存儲器的選擇、接口擴展、輸入/輸出接口電路的

11、設計、隔離電路、報警電路、運行指示電路等。</p><p>  選擇合適的驅(qū)動電源,與步進電動機配套使用。</p><p>  三、機械傳動部件的計算與選型</p><p>  1.導軌上移動部件的重量估算</p><p>  按照下導軌上面移動部件的重量來進行估算。包括工件、夾具、工作平臺、上層電動機、減速箱、滾珠絲杠副、直線滾動導軌副、導

12、軌座等,估計重量約為1000N。</p><p><b>  2.切削力的計算</b></p><p>  采用硬質(zhì)合金鉆頭,工件材料為灰鑄鐵190HBW。鉆孔時軸向力Ff的計算公式為:</p><p>  今選擇鉆頭直徑為d=40mm,每轉(zhuǎn)進給量f=0.17mm/r。由表3-8查得=410,=1.2,=0.75,=1,由上式求得切削力軸向力:

13、</p><p><b>  ≈9080N</b></p><p><b>  對于麻花鉆鉆削加工</b></p><p>  3.直線滾動導軌副的計算與類型</p><p>  滑塊承受工作載荷的計算及導軌型號的選?。汗ぷ鬏d荷是影響直線滾動導軌副使用壽命的重要因素。本設計中的工作臺為水平布置,采用

14、雙導軌、四滑塊的支承形式??紤]最不利的情況,即垂直于臺面的工作載荷全部由一個滑塊承擔,則單滑塊所承受的最大垂直方向載荷為: </p><p>  其中,移動部件重量G=1000N,外加載荷F==273N,代入上式,得最大工作載荷=523N=0.523kN。</p><p>  查表3—41[1],根據(jù)工作載荷=0.523kN,初選直線滾動導軌副的型號為KL系列的JSA—LG15型,其額定動

15、載荷,額定載荷。</p><p>  任務書規(guī)定工作臺面尺寸為400mm×360mm,加工范圍為210mm×210mm,考慮工作行程應留有一定余量,查表 3—35[1],按標準系列,選取導軌的長度為700mm。</p><p>  距離額定壽命L的計算:上述選取的KL系列JSA—LG15型導軌副的滾道硬度為60HRC,工作速度較低,載荷不大。查表3—36~

16、3—40[1],分別取硬度系數(shù)、溫度系數(shù)、接觸系數(shù)、精度系數(shù)、載荷系數(shù),代入下式,得距離壽命:</p><p>  遠大于期望值50km,故距離額定壽命滿足要求。</p><p>  4.滾珠絲桿螺母副的計算與選型</p><p><b>  最大工作載荷的計算</b></p><p>  已知移動部件總重量G=1000

17、N,按矩形導軌進行計算,查表3—29[1],取顛覆力矩影響系數(shù)K=1.1,滾動導軌上的摩擦系數(shù)。按下式計算滾珠絲桿副的最大工作載荷:</p><p>  考慮工作臺在移動過程中只受G影響</p><p><b>  故 </b></p><p>  考慮工作臺在靜止加工時只受影響</p><p><b

18、>  故 </b></p><p><b>  取</b></p><p><b>  最大動載荷的計算</b></p><p>  最快進給速度400mm/min</p><p>  初選絲杠導程,則此時絲杠轉(zhuǎn)速</p><p>  取滾珠絲

19、桿的使用壽命T=15000h,代入下式</p><p>  的絲杠壽命系數(shù)(單位為:r)</p><p>  查表3—30[1],取載荷系數(shù),滾道硬度為60HRC時,取硬度系數(shù),代入下式</p><p><b>  得最大動載荷:</b></p><p><b>  初選型號:</b></p&

20、gt;<p>  根據(jù)計算出的最大動載荷和初選的絲杠導程,查表3—31[1],選擇濟寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的GD系列 2505—4型滾珠絲桿副,為內(nèi)循環(huán)固定反向器雙螺母墊片預緊式,其參數(shù)如下:</p><p><b>  公稱直徑</b></p><p><b>  導程</b></p><p>  

21、循環(huán)滾珠為4圈×2列</p><p><b>  精度等級 5級</b></p><p>  額定動載荷 28759N</p><p><b>  故,滿足要求。</b></p><p>  (4)傳動效率的計算:</p><p>  將公稱直徑,導程,代入

22、</p><p><b>  得</b></p><p><b>  將摩擦角,代入</b></p><p><b>  得</b></p><p><b> ?。?)剛度的驗算:</b></p><p>  滾珠絲桿副的支承采用“

23、單推—單推”的方式,絲杠的兩端各采用一對推力角接觸球軸承,面對面,左右支承的距離約為a=680mm,鋼的彈性模量。查表3—31[1],得</p><p><b>  滾珠直徑</b></p><p><b>  絲杠底徑</b></p><p><b>  絲杠截面積</b></p>&

24、lt;p>  絲杠在工作載荷作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量</p><p><b>  根據(jù),得</b></p><p><b>  單圈滾珠數(shù)Z=22</b></p><p><b>  滾珠總數(shù)量</b></p><p>  絲杠預緊時,取軸向預緊力</p>

25、<p><b>  代入</b></p><p>  因為絲杠加有預緊力,且為軸向負載的1/3,所以實際變形量可減小一半,取。</p><p><b>  總</b></p><p>  由表3—27知,5級精度絲杠有效行程在630~800mm時,行程偏差允許達到,可見絲杠剛度不足。</p><

26、;p><b> ?。?)重選絲杠型號</b></p><p>  仍選GD系列的3205—3型滾珠絲桿副。其</p><p><b>  公稱直徑</b></p><p><b>  導程</b></p><p><b>  滾珠直徑</b><

27、/p><p><b>  絲杠底徑</b></p><p>  圈數(shù)×列數(shù) 3×2</p><p>  精度等級 5級</p><p>  額定動載荷滿足要求。</p><p><b>  同理</b></p><p>

28、<b>  傳動效率</b></p><p><b>  滿足要求。</b></p><p> ?。?)壓桿穩(wěn)定性校核:</p><p><b>  根據(jù)下式</b></p><p>  計算失穩(wěn)時的臨界載荷。查表3—34[1],取支承系數(shù),絲杠底徑,截面慣性矩</p&g

29、t;<p>  壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K取3(絲杠臥式水平安裝)滾動螺母至軸向固定處的距離a取最大值a=680mm。代入上式,得</p><p>  遠大于工作載荷,故絲杠不會失穩(wěn)。</p><p>  綜上所述,初選的滾珠絲桿副滿足使用要求。</p><p> ?。?)滾珠絲桿副主要尺寸列表:</p><p>  主要尺寸

30、 計算結(jié)果</p><p>  公稱直徑 32</p><p>  基本導程 5</p><p>  滾珠直徑 3.175</p><p>  螺旋升角 </p><p>

31、  絲杠外徑 31.2</p><p>  絲杠底徑 28.2</p><p>  螺母大經(jīng)D 82</p><p>  螺母小徑 50</p><p>  螺母長度L

32、 82</p><p>  絲杠長度S <700</p><p>  油杯 M6</p><p>  5.步進電動機減速箱的選用</p><p>  為了滿足脈沖當量的設計要求,增大步進電動機的輸出轉(zhuǎn)矩,同時也為了使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉(zhuǎn)動慣量折算到電

33、動機轉(zhuǎn)軸上盡可能地小,今在步進電動機的輸出軸上安裝一套齒輪減速箱。采用一級減速,步進電動機的輸出軸與小齒輪聯(lián)結(jié),滾珠絲杠的軸頭與大齒輪聯(lián)接。其中大齒輪設計成雙片結(jié)構(gòu),采用彈簧錯齒法消除間隙。</p><p>  已知工作臺的脈沖當量,滾珠絲桿的導程,初選步進電動機的齒距角。傳動比的計算:</p><p>  本設計中選用常州市新月電機有限公司生產(chǎn)的JBF—3型齒輪減速箱。大小齒輪模數(shù)均為1

34、mm,齒數(shù)比為75/36,材料為45調(diào)質(zhì)鋼,齒表面硬度達55HRC。減速箱中心距為,小齒輪厚度為20mm ,雙片大齒輪厚度均為10mm。小齒輪直徑為,大齒輪直徑為。</p><p>  6.步進電動機的計算與選型</p><p> ?。?)加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量</p><p>  已知:滾珠絲杠的公稱直徑</p><p><

35、b>  滾珠絲桿總長</b></p><p><b>  基本導程</b></p><p><b>  材料密度</b></p><p>  移動部件總重力G=1000N</p><p><b>  小齒輪寬度</b></p><p>

36、<b>  小齒輪直徑</b></p><p><b>  大齒輪寬度</b></p><p><b>  大齒輪直徑</b></p><p><b>  傳動比</b></p><p>  得滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動慣量</p><p> 

37、 托板折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量</p><p><b>  小齒輪的轉(zhuǎn)動慣量</b></p><p><b>  大齒輪的轉(zhuǎn)動慣量</b></p><p>  初選步進電動機型號為90BYG2602,為兩相混合式,由常州寶馬集團公司生產(chǎn),二相八拍驅(qū)動時步距角為,從表4-5[1]查得該型號電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。</p&g

38、t;<p>  則加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為:</p><p> ?。?)計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩 分快速空載起動和承受最大工作負載兩種情況進行計算。</p><p>  1)快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩由式(4-8)[1]可知,包括三部分:一部分是快速空載起動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩;一部分是移動部件運動是折算到電動機轉(zhuǎn)軸

39、上的摩擦轉(zhuǎn)矩;還有一部分是滾珠絲杠預緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。因為滾珠絲杠副傳動效率很高,根據(jù)式(4-12)[1]可知,相對于和很小,可以忽略不計。則有:</p><p>  根據(jù)式(4-9)[1],考慮傳動鏈的總效率,計算快速空載起動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩:</p><p><b> ?。?-14)</b></p><p&

40、gt;  式中 ——對應空載最快移動速度的步進電動機最高轉(zhuǎn)速,單位為r/min;</p><p>  ——步進電動機由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需的時間,單位為s.</p><p><b>  其中:</b></p><p><b>  (6-15)</b></p><p>  式中 ——空載最快移動

41、速度,任務書指定為3000mm/min;</p><p>  ——步進電動機步距角,預選電動機為;</p><p>  ——脈沖當量,本設計。</p><p>  將上式各值代入式(6-15)[1],算得。</p><p>  設步進電動機由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需時間,傳動鏈總效率。則由式(6-14)[1]求的:</p><

42、p>  由式(4-10)[1]可知,移動部件運動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為:</p><p>  式中 ——導軌的摩擦因數(shù),滾動導軌取0.005;</p><p>  ——垂直方向的切削力,空載時取0;</p><p>  ——傳動鏈總效率。取0.7.</p><p>  則由式(6-16)[1],得:</p>

43、<p>  最后由式(6-16)[1],求得快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩:</p><p>  2)最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩 由式(4-13)[1]可知,包括三部分:一部分是折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大工作負載轉(zhuǎn)矩;一部分是移動部件運動是折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩;還有一部分是滾珠絲杠預緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。相對于和很小,可以忽略不計。則有:</p

44、><p>  其中,由式(4-14)[1]計算。已知沿著絲杠軸線方向的最大進給載荷,則有:</p><p>  再由式(4-10)[1]計算垂直方向承受最大工作負載()情況下,移動部件運動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩:</p><p>  最后由式(6-18)[1],求的最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩為:</p><p>  經(jīng)過

45、上述計算后,得到加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的最大等效負載轉(zhuǎn)矩應為:</p><p> ?。?)步進電動機最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 考慮到步進電動機的驅(qū)動電源受電網(wǎng)電壓影響較大,當輸入電壓降低時,其輸出轉(zhuǎn)矩下降,可能造成丟步,甚至堵轉(zhuǎn)。因此,根據(jù)來選擇步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩時,需要考慮安全系數(shù)。取安全系數(shù)K=4,則步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩應滿足:</p><p>  上述初選的步進電動機型號為90BY

46、G2602,由表4-5[1]查得該型號電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩。顯然,不滿足要求。</p><p>  (4)重選步進電動機</p><p>  選步進電動機型號為110BYG2602,為兩相混合式,由常州寶馬集團公司生產(chǎn),二相八拍驅(qū)動時步距角為,從表4-5[1]查得該型號電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。</p><p>  則加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為:</p>

47、;<p>  快速空載起動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩:</p><p>  折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩仍為:</p><p>  則快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩:</p><p>  最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩仍為:</p><p>  得到加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的最大等效負載轉(zhuǎn)矩應為:&l

48、t;/p><p>  仍取安全系數(shù)K=4,則步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩應滿足:</p><p>  上述選定的步進電動機型號為110BYG2602,由表4-5[1]查得該型號電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩。顯然,滿足要求。</p><p>  (5)步進電動機的性能校核</p><p>  1)最快工進速度時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務書給定工作臺最快工進速度,

49、脈沖當量,由式,從110BYG2602電動機的運行頻率特性表4-7[1]中可以查得,在此頻率下,電動機的輸出轉(zhuǎn)矩,大于最大工作負載轉(zhuǎn)矩,滿足要求。</p><p>  2)最快空載移動時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務書給定工作最快空載移動速度,由式,從表4-7[1]查得,在此頻率下,電動機的輸出轉(zhuǎn)矩,大于快速空載起動式的負載轉(zhuǎn)矩,滿足要求。</p><p>  3)最快空載移動時的電動機運行

50、頻率校核 與最快空載移動速度對應的電動機運行頻率為,查表4-5[1]可知110BYG2602電動機的空載運行頻率可達20000Hz,可見滿足要求。</p><p>  4)起動頻率的計算 已知電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量,電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,電動機轉(zhuǎn)軸不帶負荷負載時的空載起動頻率(查表4-5[1]),則由式可以求出步進克服慣性負載的起動頻率:</p><p>  上式說明,要想保證步

51、進電動機起動時不失步,任何時侯的起動頻率都必須小于1217Hz。</p><p>  綜上所述,本設計工作臺的Y向進給步進電動機選用110BYG2602型號的完全滿足設計要求。</p><p>  四、繪制進給傳動機構(gòu)的裝配圖</p><p>  在完成滾珠絲杠螺母副,減速箱和步進電動機的計算、選型后,就可以繪制進給傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)配圖了。在繪制裝配圖式,需要考慮以下問

52、題:</p><p>  1.根據(jù)載荷特點和支承形式,確定絲兩端軸承的型號,軸承的結(jié)構(gòu),以及軸承的預緊和調(diào)試方式。</p><p>  2.考慮各部件之間的定位、聯(lián)接和調(diào)整方法。</p><p>  3.考慮密封、防護、潤滑以及安全機構(gòu)等問題。</p><p>  4.在進行各零件設計時,應注意裝配的工藝性、考慮裝配的順序,保證安裝,調(diào)試和拆

53、卸的方便。</p><p>  5.注意繪制裝配圖時的一些基本要求。</p><p>  6Y向進給傳動機構(gòu)的裝配圖,見附圖3。</p><p><b>  五、控制系統(tǒng)的設計</b></p><p> ?。?)控制系統(tǒng)的原理框圖</p><p>  CPU選用8031擴展了一片EPROM芯片27

54、64用作程序存儲器,存放系統(tǒng)底層程序;擴展 了一片SRAM芯片6264用作數(shù)據(jù)存儲器,存放用戶程序;鍵盤與LED顯示采用8155來管理;輸入輸出接口的擴展選用了并行接口8255芯片。</p><p><b> ?。?)簡介</b></p><p>  1)8031:包含一個8位CPU,128字節(jié)的RAM,兩個16位的定時器,四個8位并行口,一個全雙功能串行口,可擴展的

55、外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的容量含64K字節(jié),具有5個中斷源并配有兩個優(yōu)先級,還有21個特殊功能寄存器。他是一個有40根引腳的雙列直插式器件。</p><p><b>  控制系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>  V編程和正常操作的電源電壓端,電壓為+5V;V:地電平。</p><p>  P口:8位雙向I/O口,既是數(shù)據(jù)線,又是低8位地址

56、線,分時使用。</p><p>  P口:8位雙向I/O口,可供用戶使用的接口。</p><p>  P口:8位雙向I/O口,系統(tǒng)外部存儲器擴展時,作高8位地址線使用,系統(tǒng)擴展時,也可供用戶使用。</p><p>  P口:8位雙向I/O口,是一個雙功能口;第一個功能和P一樣可以作為通用I/O口,工作于第二功能時,各端口定義如下:</p><p&

57、gt;  P-RXD,串行輸入 ; P-TXD,串行輸出;</p><p>  P-,外部中斷輸入; P-,外部中斷輸入;</p><p>  P-T,定時器O外輸入端; P-T,定時器1外輸入端;</p><p>  P-,寫信號; P-,讀信號;</p><p>  ALE/PROG:訪問外

58、部存儲器時,,用于鎖定地址低8位字節(jié)的地址鎖存允許輸出。ALE提供一個定時信號,在與外部存儲器存取數(shù)據(jù)時,把P口的低位地址字節(jié)鎖存到外接的鎖存器中。</p><p>  PSEN:程序存儲器允許輸出,是外部程序存儲器的讀選信號。</p><p>  /V:為高電平時,CPU執(zhí)行程序內(nèi)部程序存儲器的指令。為低電平時CPU執(zhí)行外部程序存儲器指令。使用8031單片機必須接地。</p>

59、<p>  XTAL1:振蕩器的反相放大器輸入,使用外部時必須接地;</p><p>  XTAL2:振蕩器的反相放大器輸出,使用外部振蕩器時,接受外部震蕩信號;</p><p>  R/VDP:復位控制,在震蕩運行時,使RST引腳至少保持;兩個機器周期為高電平時,可實現(xiàn)復位操作。VPD引腳是掉電電路輸入口。</p><p>  2)2764:程序存儲

60、器 容量為8KB</p><p>  A-A:地址輸入線,共13根;</p><p>  D-D: 數(shù)據(jù)輸出線,共8根;</p><p> ?。浩x線,低電平有效;</p><p> ?。簲?shù)據(jù)輸出選通線,低電平有效;</p><p><b>  :編程脈沖輸入線;</b></p>&

61、lt;p><b>  V:編程電源;</b></p><p>  進行片內(nèi)存儲單元的選擇,先把A-A引腳與地址鎖存器8位地址對應連接,剩下的高位地址A-A與P口的P-P相連。這樣2764芯片內(nèi)存儲單元的選擇問題就解決了。</p><p>  3)6234:數(shù)據(jù)存儲器,容量為8K字節(jié)</p><p>  A-A:地址輸入線,共13根;<

62、;/p><p>  IO-IO:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線,共8根 ;</p><p>  、:片選信號端,選通時是低電平,是高電平;</p><p>  :選通信號輸入線,低電平有效;</p><p>  :寫選通信號輸入線,低電平有效;</p><p><b>  V:+5V電源;</b></p>

63、<p><b>  GND:地電平;</b></p><p> ?。–S):高電平有效,可用于掉電保護;</p><p>  4)74LS373:地址鎖存器單片機規(guī)定P口提供低8位地址線。同時又要作為數(shù)據(jù)線,所以P是一個分時輸出低8位地址和數(shù)據(jù)通道。為了把地址信息分離出來保存,,提供外接存儲器的低8位地址信息,Q-Q是輸出端,CE是片選端,選通端G與80

64、31單片機的地址鎖存信號ALE連接, 當選通端G=1時,74LS373的輸出端與輸入端相通,當G端從高電平返回低電平時,輸入信息就被鎖存入Q-Q中。</p><p>  5) 74SL138 3-8譯碼器即對三個輸入信號進行譯碼,得到8個輸出狀態(tài);G、和為使能端或譯碼允許端,當G=1時,==0時,該譯碼器可以譯碼,CBA為譯碼選擇端,即譯碼信號輸入。-為譯碼輸出信號,低電平有效。輸入端占用8031單片機的P-P三

65、根高位地址線,剩余13根地址線用作數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)地址線。74LS138每一個輸出端可接一個外部芯片的片選端實現(xiàn)分時片選控制,因此一個74LS138的8根輸出端可以連接8個8K字節(jié)地址空間。</p><p>  6) 8255:是可編程通用并行接口芯片,具有40個引腳,雙列直插封裝,由+5V供電,ABC三個口線共24根,與外設相連,而8位的數(shù)據(jù)線D- D與P口連接,是雙向三態(tài),在內(nèi)部經(jīng)數(shù)據(jù)總線緩沖電路后和各組控制寄

66、存器及個端口數(shù)據(jù)寄存器連接。</p><p>  為片選信號,由地址譯碼器產(chǎn)生,低電平有效。地址信號A、A由8255內(nèi)部譯碼生成四個口地址分別對應A、B、C三個獨立的數(shù)據(jù)端口及一個公共控制端口。兩個低電平有效的信號和決定了CPU;當=0時,由CPU寫入8255.RESET為復位信號,高電平有效。復位后,控制存儲器的內(nèi)容被撤除,A、B、C三個端口全置成輸入方式且鎖存器也全清零。</p><p&g

67、t;  方式選擇開關(guān)通過接口芯片8255與8031單片機連接,選擇開關(guān)動片接地,選擇開關(guān)的固定片接到并行PA口,將PA口設置成輸入方式PA的8個接口經(jīng)上拉電阻接+5V,故為高電平。若某個接口被選中,則被選中的接口經(jīng)動片接地變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p><b> ?。?)應用</b></p><p><b>  1) 方式選擇開關(guān)</b></

68、p><p>  方式選擇開關(guān)是一單刀6擲的波段開關(guān),提供選擇的方式有編輯、空運行、自動、手動、通信和單段,總共6種功能。</p><p>  方式選擇開關(guān)通過接口芯片8255與8031單片機連接,如圖[3]所示.選擇開關(guān)動片接地,選擇開關(guān)的動定片接到并行PC 口,將PC口設為輸入方式。PC的6個接口經(jīng)上位電阻接+5V,故為高電平。若</p><p>  控制面板方式選擇

69、開關(guān)控制電路</p><p>  某個接口被選中,則被選中的接口經(jīng)動片接地,變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p><b>  2)鍵盤接口設計</b></p><p>  鍵盤和顯示器是數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)常用的人機對話的外圍設備,鍵盤可以完成程序數(shù)據(jù)的輸入,顯示器顯示計算機運行時的狀態(tài)數(shù)據(jù)。</p><p>  鍵盤和顯示器接口電路使用

70、8155接口芯片,鍵盤接口電路8155和8031可以直接連接。因電路中的8155只作為并行接口使用,不使用內(nèi)部存儲器,故IO/M引腳直接經(jīng)電阻R接高電平。8155與鍵盤的連接如圖[4]鍵盤排成5行8列矩陣,共40個鍵。PC0~PC4是5根行線,PB0~PB7是8根列線,在列線與行線的交叉點上安裝有按鍵PB口的8根列線按一定時間隔輪流輸出低電平。當掃描到莫一列線上時,若無按鍵按下,則行線都是高電平;若有一鍵按下時,交叉點上對應的行線變?yōu)榈?/p>

71、電平。這個低電平信號被計算機捕獲后,根據(jù)此鍵對應的行線和列線的位置,計算機可以判斷鍵值,完成一次輸入掃描工作。</p><p><b>  鍵盤電路</b></p><p><b>  3)光電耦合電路</b></p><p>  如圖所示,其輸出端由+12V電源供電,輸出端由+5V電源供電,且兩端電源不共地,這樣就達到了

72、隔離的效果。圖中的限位開關(guān)斷開時,發(fā)光二極管無正向?qū)娏鳎徊话l(fā)光,輸出端的晶體管截止,輸出信號為高電平;限位開關(guān)閉合時,輸出端構(gòu)成回路,二極管有正向?qū)娏?,開始發(fā)光,光敏晶體管的基極獲得電流,集電極和發(fā)射極導通,輸出信號被拉低,于是8255的PC0引腳變?yōu)榈碗娖?,CPU讀取后判斷限位信號有效。</p><p><b>  光電藕合電路</b></p><p>&l

73、t;b>  4)輔助電路</b></p><p>  為了防止機床行程越界,所以在機床上裝有行程控制開關(guān)。為了防止意外,裝有急停按鈕。由于這些開關(guān)都安裝在機床上,距控制箱較近容易產(chǎn)生電氣干擾,為了避免這種情況的發(fā)生,在電路和接口之間實行光電隔離,為了報警,還設有報警電路。當綠色的發(fā)光二極管亮時表示工作正常,當紅色的發(fā)光二極管亮時表示工作臺已到極限位置。</p><p> 

74、 六、步進電動機驅(qū)動電源的選用</p><p>  Y向進給系統(tǒng)設計選用110BYG2602型號步進電動機,生產(chǎn)廠家為常州寶馬集團公司。查表4-14[1],選擇與之配套的驅(qū)動電源為BD28Nc型,輸入電壓110VAC,相電流4A,分配方式為二相八拍。該驅(qū)動電源與控制器的接線方式</p><p><b>  七、附圖</b></p><p>  

75、附圖一 統(tǒng)組成框圖</p><p>  附圖二 傳動鏈圖</p><p>  附圖三 Y方向進個系統(tǒng)裝配圖</p><p>  附圖四 Y方向進給系統(tǒng)電氣控制原理圖</p><p><b>  八、參考文獻</b></p><p>  [1]尹志強,機電一體化系統(tǒng)設計課程設計指導書.

76、北京:械工業(yè)出版社,2008</p><p>  [2]張建民,機電一體化系統(tǒng)設計,北京:高等教育出版社,2001</p><p>  [3]吳宗澤,羅圣國,機械設計課程設計手冊,北京:高等教育出版社,1992</p><p>  [4]華楚生,機械制造技術(shù)基礎,重慶:重慶大學出版社,2000</p><p><b>  [5]普通

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