度圆直径，由式得计算模数按齿根弯曲强度设计由式确定计算参数计算载荷系数根据纵向重合度，由图查得螺旋角影响系数计算当量齿数④查取应力校正系数由表查得查取齿形系由表查得计算齿轮的设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于按齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。

但为力同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算的分度圆直径来计算应有的齿数。

于是由取，由几何尺寸的计算计算中心距将中心距圆整为按圆整后的中心距修正螺旋角因值没改变，故参数等不必修正计算分度圆直径计算齿轮宽度圆整后去结构设计因齿轮齿顶圆直径小于，故选用腹板式结构为宜。

其他有关尺寸及斜齿轮的零件图见图纸。

四小车车厢及其他零件的设计小车车厢铸造箱体的主要结构尺寸车厢长为，宽为，高涡轮蜗杆减速箱箱体壁厚，取，其中车厢底座的凸缘厚度，联轴器的选择与计算高速轴输入端的联轴器计算转矩，查表，，查表选用弹性套柱校型联轴器，材料为钢，许用转矩，许用转速标记联轴器选键，装联轴器处的轴径为选用键对键的强度进行校核，键同样采用钢。

键的工作长度，，按公式的挤压应力合格。

所以高速级选用的联轴器为联轴器，所用的联结键为低速轴输出端的联轴器根据低速轴的结构尺寸以及转矩，选用联轴器联轴器，所用的联轴键为，经过校核计算，选用的键是符合联结的强度要求的，具体的计算过程与上面相同。

小车车轮几何尺寸的设计根据焊接小车在实际场合的应用以及结合小车车厢的几何尺寸，确定小车后轮的直径大小为，前轮的直径大小为蜗轮蜗杆减速器的润滑减速器中涡轮和轴承都需要良好的润滑，起主要目的是减少摩擦磨损和提高传动效率，并起冷却和散热的作用，另外，润滑油还可以钢制零件锈蚀和降低减速器的噪声和振动等。

本设计选取润滑油温度时的蜗轮蜗杆油，涡轮采用浸没润滑，浸油深度约为个螺牙高，但油面不应高于蜗杆轴承最低个滚动体中心。

第四章单片机控制系统按照安装位置和控制功能，可以讲设计分为五部分传感器线路，显示及控制线路，步进电机驱动电路，光线控制线路和电源。

传感器线路和光线系统起构成本系统的传感器，其他部分在控制台内。

整个系统采用两个单片机进行控制，及在传感器线路和显示及控制线路中各装备套系统。

他们各自独立工作，通过串行口进行数据通讯和协调动作，由于在协调动作时，以传感器线路中的为主，所以称之为其对单片机应用于焊接设备的知识有了较深入的了解，为今后的工作和学习打下了个良好的基础，使自己能将所学真正应用到实际工作中通过查阅文献资料，使我巩固了所学的书本知识，扩大了知识视野，增长了见识通过本次设计，使自己真正学会了独自解决问题的方法，这将使我受益终身。

在设计中得到李卫老师的悉心指导。

他对学生要求严格，同时真诚地关心帮助每位同学，他和同学亦师亦友的关系使我们在轻松的氛围中完成了工作，学到了知识。

他注重对学生各方面能力的培养，能耐心细致的对我们进行指导，在此对李老师表示深深的谢意。

对于设计内容总结如下首先我重新复习了遍单片机的知识，在此基础上，我也进行了有针对性的深入学习在设计减速器的过程中，我也对机械设计进行了较深入的学习，另外，在制图的过程中，我运用软件的能力也在不断增强同时又掌握了制动控制原理和数点模电等相关专业知识，最终设计出了这个单片机控制的焊接小车系统。

二展望焊接小车具有广阔的发展前景，在当今科技大发展的时代下，工业水平不断提高，相应的，对焊接技术及其设备的要求也越来越高。

本焊接小车系统还有很大的改进空间，比如可以把其设计成闭环控制系统等。

随着工业水平要求的不断提高以及焊接技术的不断进步，焊接小车将在未来起到越来越重要的作用。

参考文献孙恒陈作模葛文杰机械原理第七版北京高等教育出版社，濮良贵陈国定吴立言机械设计第九版北京高等教育出版社，赵卫军任金泉陈钢机械设计基础课程设计北京科学出版社，安琦王建文机械设计课程设计上海华东理工大学出版社，李群芳，张士军等单片微型计算机与接口技术第三版电子工业出版社，周元康林昌华张海兵机械设计课程设计重庆重庆大学出版社，梁启成谈谈单片机入门学习教育教学论坛第期陈群挺基于单片机的直流无刷电机控制系统的设计科技致富向导，年期郭天祥新概念单片机语言教程电子工业出版社，单片机开发从入门到精通中国电力出版社，樊昌信通信原理教程电子工业出版社，郭天祥单片机语言教程电子工业出版社，金明日浅谈单片机抗干扰技术科技创新与应用第期晋会杰，杨娜单片机硬件抗干扰方法研究电子世界第期李长林等单片机应用设计电子工业出版社，栾兵浅谈单片机硬件设计需要注意的问题中国科技纵第期机，所以另片为从机。

省去从机并不影响主机的动作，只是当主机查询到从机不存在时，自己输出步进电机控制信号。

硬件系统配置装置传感器控制台硬件系统配置装置示意图光源传感器线路光源控制线路显示及控制线路可选项电源步进电机驱动电路步进电机步进电机传感器线路传感器线路是硬件中的关键部分，它的好坏，直接影响着跟踪的总体质量。

它的主要作用是用来完成信息的采集处理显示显示系统监控和操作输入等工作。

当未选用显示及控制部分时，它还会自动输出步进电机控制信号。

图是这部分线路的示意框图，它主要由下述的四部分电路组成主机小系统及其驱动电路信号预处理电路和外设接口及外设电路。

光源控制信号输出控制线通讯线控制线当不采用从机时，此为步进电机信号输出口传感器线路框图系统及驱动电路信号预处理电路接口及处理电路主机小系统这部分是整个跟踪系统的指挥中心，而且还承担着信息的采集处理等工作。

我们选用了单片机芯片，配以外部，组成了个小系统。

及其驱动电路电荷祸合器件简称，是年在工艺基础上发展起来的新型半导体器件，它与以前在热平衡状态下工作的双极和单极的半导体器件相反，是种在非平衡状态下依靠势井转移电荷信息的，具有独特工作机构的器件，主要有三个方面的用途摄像信息处理信息存储。

下面就简要介绍下它作为摄像器件时的工作原理。

简单说来，是种金属氧化物半导体结构，是由为数众多的电容器按序排列成规则阵列。

当透镜将来自景物的光聚焦到的光敏面上时，在内部就产生了幅由电荷包组成的图案，电荷包的大小与景物的光照强度成正比。

此时，若在电极上施加适当的时钟电压，那么就会在半导体和绝缘层的界面上造成深井势井。

此时，光生信号电荷包就滚入势井中存储起来。

若在相邻电极上施加适当的时钟电压，在该电极下又会出现不同深度的势井，于是光生电荷包就会从原来的势井中转移到这个势井中。

依次类推，电荷包就从阵列的端依次转移到另端。

如在输出端加上显示装置，这种经转移的电荷包就被放大显示在显示器上，从而得到副与原来景物相同的画面，于是完成了摄像过程。

因此，图像传感器实质上是种能进行光电转换，并将转换后的信号电荷作短暂存储后再转移的新型模拟移位寄存器。

从光敏单元的排列上可分为线阵和面阵。

我们采用的是硅衬底的线阵，它的光谱响应范围为，对近红外光有较好的响应性，可以很好地利用有效光。

驱动电路我们选用的是国产线阵，由于生产单位提供的驱动电路较为复杂，器件多，体积大，而且与其它线路及计算机的协调动作也有定的困难，不适移植到本系统中，所以我们专门设计了驱动电路。

驱动需要组直流源和六个时钟脉冲。

这六个时时钟脉冲是转移时钟。

复位时钟中三相传输驱动时钟中中中以及胖零时钟我们设计的驱动电路如图所示。

六个时钟脉冲由的软件发生口输出。

经过芯片整形，驱动能力放大后，送去驱动。

考虑到不同芯片的差异性和为了使。

，驱动电路步进电机驱动电路步进电机驱动电路，是主要用来放大来自控制系统的步进电机控制信号，使之达到驱动步进电机要求的电路。

在功率放大中，采用了管。

另外，为了提高系统的可靠性，用光电祸合器进行了线路隔离。

我们采用的是两个三相六拍式步进电机。

这部分电路的电路图如图所示。

步进电机控制信号步进电机驱动电路至步进电机的光电耦合器电源电源，主要是由几组稳压器组成，采用的基本上都是典型电路，在此不多作介绍了，只是为了克服供电系统的杂波干扰和电涌冲击，在些部分加上了低通滤波器。

本章小结我们设计的电路系统具有下述特点抗干扰性能强，工作可靠系统整体同步性好，易于控制系统较为简单，功能强系统设计为模块结构，便于改进与维修第五章总结与展望总结在将近半年的时间里，我针对我的课题单片机控制的焊接小车系统设计展开了系列调研，完成了毕业设计，基本达到了当初的设计目的以及设计任务书中的要求。

在设计过程中，通过大量的文献查询和老师的启发，使我对本课题及相关的知识有定的了解，的传感器技术，控制坐标已从单坐标和双坐标发展到了多坐标。

年代的时候大多采用接触跟踪，西安交通大学和三桥机车车辆厂是中国从事接触跟踪和电磁跟踪研究比较早的单位。

到了年代后期，发展了电磁跟踪光电跟踪电弧跟踪激光跟踪等非接触跟踪技术。

华中理工大学与湖北造船厂共同合作研制成功全位置电磁跟踪气体保护焊机，跟踪精度达。

华南理工大学还与广州造船厂共同研制的电磁立焊缝自动跟踪焊机，应用在万吨轮的焊接上。

天水电气传动研究所和上海造船工艺研究所合作，研制的光电跟踪装置用于螺旋管焊接和船舶的焊接生产中。

哈尔滨焊接研究所与辽阳钢厂合作研制的激光跟踪装置用于螺旋管焊接自动生产线等。

年代后期，微机跟踪和电视跟踪技术得到了