【毕业设计论文】机电控制课程设计-机械手移动平台电动伺服系统设计.doc

PAGE 机电控制课程设计 说明书 题 目 机械手移动平台电动伺服系统设计 学 号 姓 名 指 导 教 师 年级专业小班 机电0903班 所在学院或系 机械工程学系 2013年 1 月 14 日 PAGE 8 目 录 TOC \o 1-3 \h \z HYPERLINK 目 录 1 HYPERLINK 一、设计课题简介 2 HYPERLINK 二、系统静态设计 3 HYPERLINK （一）、设计步骤 3 HYPERLINK （二）、确定滚珠丝杠副的导程Ph 3 HYPERLINK （三）、确定当量转速nm与当量载荷Fm 4 HYPERLINK （四）、预期额定动载荷 4 HYPERLINK （五）、按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径d2m 6 HYPERLINK （六）、确定滚珠丝杠副的规格代号 6 HYPERLINK （七）、确定滚珠丝杠副预紧力Fp 8 HYPERLINK （八）、计算行程补偿值C与预拉伸力Ft 8 HYPERLINK （九）、确定滚珠丝杠副支承用的轴承规格代号 9 HYPERLINK （十）、滚珠丝杠副工作图设计 11 HYPERLINK （十一）、电机的选择 11 HYPERLINK （十二）、传动系统刚度计算 14 HYPERLINK （十三）、传动系统刚度验算及滚珠丝杠副的精度选择 17 HYPERLINK （十四）、滚珠丝杠副临界压缩载荷Fc的校验 18 HYPERLINK （十五）、滚珠丝杠副的极限转速nc的校验 19 HYPERLINK （十六）、Dn值校验 20 HYPERLINK （十七）、滚珠丝杠副形位公差的标注 20 HYPERLINK （十八）、电机控制器选型 21 HYPERLINK （十九）、导轨选择 22 HYPERLINK （二十）、传感器选择 22 HYPERLINK 三、系统动态设计 23 HYPERLINK （一）、设计任务 23 HYPERLINK （二）、设计过程 24 HYPERLINK 四、参考文献 31 HYPERLINK 五、设计图纸 32 一、设计课题简介 （一）、题目：机械手移动平台电动伺服系统设计 （二）、设计目标：设计为任务A机械手水平移动所使用的电动伺服平台位置控制系统，由直流无刷伺服电机及滚珠丝杆传动系统驱动，平台能在任意位置准确定位。系统每天开机6小时，每年工作300天，要求工作8年以上，14400小时。 （三）、设计要求： 1、平台有效行程： 0～1.5 m 2、平台尺寸： 800×800 mm (L×W) 3、最大负载重量： 300 Kg 4、定位精度： +0.1 mm 5、最大位移速度： 0.15 m/s 6、最大线加速度： 0.6 m/s2 7、最低平稳速度： 0.5 mm/s 8、系统通频带： 1.5 Hz ΔA/A≤10%, Δ?≤10° 二、系统静态设计 （一）、设计步骤 （二）、确定滚珠丝杠副的导程Ph 因电机与丝杠直联，i=1 Vmax=0.15m/s nmax=1500r/min 带入得 Ph=6mm/r 圆整为Ph=5mm/r （三）、确定当量转速nm与当量载荷Fm 最大转速nmax=1500r/min 最小转速nmin=6r/min 当量转速nm==753r/min 最大载荷出现在最大负载以及以最大加速度加速时，故 最大载荷Fmax=0.1 最小载荷出现在无负载以及以最大加速度减速时，故 最小载荷Fmin= 当量载荷Fm= （四）、预期额定动载荷 1、按滚珠丝杠副的预期工作时间Lh估算 ：当量转速，753r/min Fm：当量载荷，434N ：预期工作时间，测试机床选择6×300×8=14400h ：负荷系数，平稳无冲击选择1 ：精度系数，2级精度选择1 ：可靠性系数，一般选择1 代入得 Cam=3760.62（N） 2、按滚珠丝杠副的预期运行距离Ls计算 ：预期运行距离，一般取250km 代入得 Cam=1598.87（N） 3、按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算 ：预加负荷系数，轻预载时，选择 =6.7 代入得 Cam=2907.8（N） 综上所述，Cam=3760.62（N）。 （五）、按精度要求确定允许的滚珠丝