度是种很好的驱动电路，它可以用较高的电源电压，同时无需外接电阻来限定其额定电流和减少时间常数。但由于其波形顶部呈现锯齿形波动，所以会产生较大的电磁噪声。细分驱动是用脉冲电压来供电的，对于个电压脉冲，转子就可以转动步，般会根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕阻会轮流切换，故可以使步进电机的转子旋转。细分控制的电路般分为两类，类是采用线性模拟功率放大器的方法获得阶梯形电流，这种方法简单，但效率低。另种是用单片机采用数字脉宽调制的方法获得阶梯电流，这种方法需要复杂的计算可使细分后的步距角致。本次设计对步进电机的精度要求比较高，转速的调节范围比较广，故应选用驱动芯片来驱动，并通过软件来实现步进电机的调速。基本方案的确定根据本次设计的要求，选用两相混合步进电机，选用单片机作为控制器。选用作为显示电路，由于其内部已经集成了功率驱动模块，故可直接与单片机接口连接。因为只需作简单的参数设置，所以人机交互式键盘选用独立式键盘，无需键盘驱动电路。作为步进电机的驱动芯片并通过光电耦合来驱动。系统原理框图如图所示图系统原理框图独立键盘驱动电路第章硬件电路的设计单片机的选择本次设计以选用作为步进电机的控制芯片。的结构简单并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上，使用很方便，完全兼容系列单片机的所有功能。是种带字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能位微处理器，俗称单片机。该型号的单片机资源丰富，基本无需外部扩展太多的电路就能满足般的应用，与工业标准的指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能位和闪烁存储器组合在单个芯片中，是种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了种灵活性高且价廉的方案。单片机的引脚功能电源。接地，也就是。和振荡电路。单片机是种时序电路，必须有脉冲信号才能工作。在它的内部有个时钟产生电路，有两种振荡方式，种是内部振荡方式，只要接上两个电容和个晶振即可另种是外部振荡方式，采用外部振荡方式时，需在上加外部时钟信。片外选通信号，低电平有效。地址锁存信号输出端编程脉冲输入端。复位信号输入端备用电源输入端。内外部选择端口双向口。口准双向通用口。口准双向口。口准双向口。模块框图如所示图内部模块框图主要特性与兼容，但程序存储要大得多，字节可编程闪烁存储器。寿命次擦写循环。三级程序存储器锁定位内部可编程线路位位可选转换通道两个位定时器计数器个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路。振荡器特性和分别为反相放大器的输入和输出。该反相放大器可以配置为片内振荡器。石英晶体振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，应不接。输入至内部时钟信号要通过个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求。芯片擦除整个阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持管脚处于低电平来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，停止工作，但定时器计数器串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下个硬件复位为止特性双全桥驱动耐压电流峰值具有细分细分细分细分运行方式可供选择内置温度保护及过流保护采用封装外外围电路简单管脚说明电机力矩控制端，即可以选择不同的工作电流，也可以在电机不转时作半流锁定功能与组合的各各工作电流如下表电流值输入脉冲使能端上电复位地线斩波频率控制端，驱动电压小于电机绕组相地线相电流检测端，须大于。电机绕组相电机绕组相相电流检测端，须大于。地线电机绕组相空驱动电压小于温度保护，芯片温度大于自动断开所有输出稳压电源正反转控制细分数选择端细分数选择端细分表如下整步细分细分细分衰减方式控制端衰减方式控制端衰减表如下快衰减快衰减快衰减慢衰减原理图的原理图如下与外电路的简单连接如下所示驱动电路原总原理图综合上述各参数，可得步进电机的驱动电路如下电源电路的设计本次设计用了电源，采用的是系列的集成固定三端稳压管。系列集成稳压器输出稳定，漂移小，精度也比较高。其内部也有完善的保护电路。它有过流保护，保证输出电流不会超出最大允许值内部有热保护电路，如果输出管的结温达到允许的最大值，它会知道减小输出电流还有工作区限制电路，使稳压管不进入不安全区。因此，它的可靠性高。另外，它只有三条引脚，位输入，位输出，位公共端，使用起来很简单。变压电源变压器将的交流电压变为所需的交流电压值。因为在整流滤波和稳压电路中有定的压降，所以要使输出电压比所需电压高。整流整流电路将交流电压变直流电压，常用的整流电路有单相半波全波桥式和倍压整流电路。这里采用单相桥式不可控整流电路。滤波滤波电路用于滤去整流输出电压中的波纹，般由电抗元件组成。如负载两端并联电容或与负载串联电感，以及和组合而成的各种复式滤波电路。因为电容滤波电路简单，负载直流电压较高，波纹较小，所以我们采用的是电容式滤波。稳压稳压的作用是当电网电压波动，负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。本设计采用三端集成稳压器，常用的是系列和系列。前者是三端固定正输出集成稳压器，后者是三端固定负输出极集成稳压器。整流后的输出波形与纯直流相差甚远，须经滤波才能作直流电源用。最常用的滤波元件是电容，整流输出的电压升高时，输出的电流面供给负载应用，面给滤波电容充电。当整流输出电压开始下降时，电容向负载放电以维持输出电压，总的输出电压波形就平滑得多。按以上思路设计出来的电源电路如下图所示由于步进电机驱动电源要用到的电源，而系列稳压管输出最大电压只有，并且为防止驱动电源电路对控制电路的干扰，步进电机驱动电源电路应该单独设计显示电路的选择为尽可能使用得系统简单，控制电路的各个部分尽可能选择些功能集成度高的模块，显示电路也不例外，这里我们选取作为显示电路。由于该液晶模块内部已经集成了功率驱动，外部不需要另外加功率驱动，其数据接口可以直接与单片机口连接，使用十分方便。液晶模块特点显示结构行字背光工作温度室内温驱动角，求得机床坐标系中的分力。代入数值，得出与的关系如下表逆铣顺铣根据上表以及第节的计算，可知课题设计的零传动卧式数控滚齿机在最危险情况下的切向力,径向力。等效负载转矩计算负载转矩的种类零传动滚齿机刀架底座部件系统具有三种性质的转矩驱动转矩负载转矩和动态转矩惯性转矩。其中惯性转矩为负载转矩根据其特性可分为工作负载摩擦转矩和制动转矩。零传动滚齿机刀架底座部件驱动系统负载转矩有下面几种滚刀轴承受的轴向切削力。滚刀轴承受的径向力和滚动导轨的预压力引起的摩擦力。滚刀轴部件的重力。等效负载转矩的计算选取最危险的情况，即当滚齿机逆铣直齿轮，并且由下往上窜刀时的情况进行计算。此时电机的负载力为式中滚刀轴承受的轴向力滚刀轴承受的径向力轴部件的重量导轨预压力滚动导轨摩擦系数此时加在电机轴上的负载力为式中加在电机轴上得扭矩负载沿着轴向移动活动部分所需要的力丝杠导程滚珠丝杆或轴承加载在电机轴上的磨擦扭矩在需要输入时η驱动系统效率案例计算题设计的卧式数控滚齿机滚刀轴部件重量节计算了最危险条件下的切削力各分量选取公司系列窄形圆柱滚子导轨的导轨类型，查得滑动导轨，对于摩擦系数仅为滑动导轨二十分之左右的滚动导轨来说，显然是不合适的。图传统滚齿机防振动装置零传动滚齿机采用专用锁紧单元实现滚刀轴部件在窜刀方向的锁定。该产品外形如图所示。图德国公司锁紧单元向锁紧单元通以液压油，内部的金属管就会膨胀，紧紧的抱住导轨。锁紧单元的产生的抱紧力可以查看图图锁紧单元的抱紧力采用锁紧单元为滚齿机刀架部件的设计带来了非常大的好处。首先它的体积小，从外观看就相当于个滑块，与碟簧机构相比，可以大大减小刀架部件的横向尺寸，避免与工件轴部件的干涉。其次，它与滚刀轴部件的连接方式与滑块完全样，不仅安装方便，而且刚性非常高，当其通过液压力抱住导轨后，就提高了整个刀架部件的刚性。再次，根据图，若在连续窜刀的过程中通以低压油，产生较小的摩擦力，则可以增加丝杠系统的阻尼，减弱其振动。第五章滚刀箱形状和尺寸的确定根据前面所计算出的轴，选定的轴承尺寸，以及满足功能，美观，实用等特点。确定滚刀箱的形状尺寸为下图图所示图第六章结束语所设计的机床为系列普通型滚齿机，机床主要用于单件小批和成批圆柱齿轮的加工，滚齿机的主传动箱传动级数少，结构简单紧凑，主传动箱中的零件绝大多数采用标准件，使制造成本大大降低。能实现的转速范围为,铣刀的最大垂直行程长度为。在主传动箱的设计中，为了保证结构紧凑，对主传动链中的传动比做了适当的调整。设计出的主传动箱能使机床满足强度刚度寿命工艺性与经济性等方面的要求，满足加工要求，保损。在干切削加工的时候，滚刀轴部件需要在滚刀长度范围内连续运动，保证滚刀的均匀磨损。窜刀运动加入到联动轴系中相当于个附加的展成运动,它使轴必须增加个附加转动与之相协调。滚齿机的切削过程是典型的断续切削，滚刀轴要承受很大的冲击载荷，使整个轴部件产生振动，零传动滚齿机在进行干式切削的时候，由于转速提高，振动问题更加不能小视，必须采取措度是种很好的驱动电路，它可以用较高的电源电压，同时无需外接电阻来限定其额定电流和减少时间常数。但由于其波形顶部呈现锯齿形波动，所以会产生较大的电磁噪声。细分驱动是用脉冲电压来供电的，对于个电压脉冲，转子就可以转动步，般会根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕阻会轮流切换，故可以使步进电机的转子旋转。细分控制的电路般分为两类，类是采用线性模拟功率放大器的方法获得阶梯形电流，这种方法简单，但效率低。另种是用单片机采用数字脉宽调制的方法获得阶梯电流，这种方法需要复杂的计算可使细分后的步距角致。本次设计对步进电机的精度要求比较高，转速的调节范围比较广，故应选用驱动芯片来驱动，并通过软件来实现步进电机的调速。基本方案的确定根据本次设计的要求，选用两相混合步进电机，选用单片机作为控制器。选用作为显示电路，由于其内部已经集成了功率驱动模块，故可直接与单片机接口连接。因为只需作简单的参数设置，所以人机交互式键盘选用独立式键盘，无需键盘驱动电路。作为步进电机的驱动芯片并通过光电耦合来驱动。系统原理框图如图所示图系统原理框图独立键盘驱动电路第章硬件电路的设计单片机的选择本次设计以选用作为步进电机的控制芯片。的结构简单并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上，使用很方便，完全兼容系列单片机的所有功能。是种带字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能位微处理器，俗称单片机。该型号的单片机资源丰富，基本无需外部扩展太多的电路就能满足般的应用，与工业标准的指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能位和闪烁存储器组合在单个芯片中，是种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了种灵活性高且价廉的方案。单片机的引脚功能电源。接地，也就是。和振荡电路。单片机是种时序电路，必须有脉冲信号才能工作。在它的内部有个时钟产生电路，有两种振荡方式，种是内部振荡方式，只要接上两个电容和个晶振即可另种是外部振荡方式，采用外部振荡方式时，需在上加外部时钟信。片外选通信号，低电平有效。地址锁存信号输出端编程脉冲输入端。复位信号输入端备用电源输入端。内外部选择端口双向口。口准双向通用口。口准双向口。口准双向口。模块框图如所示图内部模块框图主要特性与兼容，但程序存储要大得多，字节可编程闪烁存储器。寿命次擦写循环。三级程序存储器锁定位内部可编程线路位位可选转换通道两个位定时器计数器个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路。振荡器特性和分别为反相放大器的输入和输出。该反相放大器可以配置为片内振荡器。石英晶体振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，应不接。输入至内部时钟信号要通过个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求。芯片擦除整个阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持管脚处于低电平来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。