统硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„•摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。个较完善的机电体化系统，应包含以下几个基本要素机械本体动力与驱动部分执行机构传感测试部分控制及信息处理部分。机电体化是系统技术计算机与信息处理技术自动控制技术检测传感技术伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新代的系统这类典型机电体化产品正朝着高性能智能化系统化以及轻量微型化方向发展。关键字机电体化的基础基本组成要素特点发展趋势•摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器微型计算机在各技术领域得到器扩展电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机驱动电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„其他辅助电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机床数控系统„设计内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主控的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„存储„„确定纵向滚珠丝杆螺母副的精度等级和型号„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的精度等级„„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„„„„„„数控系统硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„纵向机械传动系统的误差计算与分析„„„„„„„„„计算机械传动系统的反向死驱„„„„„„„„„计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差„计算滚珠丝杆因扭转变形产生的误差„„„„„„„算到电动机轴上的各种力矩„选择驱动电动机的型号„„„„„„„„„„„„„纵向机械传动系统的动态分析„„„„„„„„„„„„计算丝杆工作台纵向振动系统的最低固有频率„计算扭转振动系统的最低固有频率„„动机的型号„„„„„„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载惯量„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载力矩„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的加速力矩„„„„„„„„„计算横向进给系统所需要的折„„„„„„„„„„„计算纵向机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„„计算机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„计算滚珠丝杆螺杆副的扭转刚度„„„„„„„„„„„„„选择纵向驱动电„„纵向滚珠丝杆螺母副承载能力的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界转速的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验„„„„„„„„„„„„„初步确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„„„„„„„„„„„初步确定纵向滚珠丝杠螺母副支承轴承„„„„„„„„„„„„„„„纵向进给传动链部件的装配图设计„„„„„„„„„„„„力的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„计算滚珠丝杆螺母副的轴向负载„„„„„„„„„„„„„„„确定进给传动链的传动比和传动级数„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆的动载荷计算与直径估算„„„„„„„纵向机械部分设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主切削力及其切削分力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„导轨摩擦变化引起的定位误差„计算滚珠丝杆因扭转变形产生的误差„„„„„„„„„确定横向滚珠丝杆螺母副的精度等级和型号„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的精度等级„„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„作台纵向振动系统的最低固有频率„计算扭转振动系统的最低固有频率„„„„„„„横向机械传动系统的误差计算与分析„„„„„„„„„计算机械传动系统的反向死驱„„„„„„„„„计算机械传动系统由综合拉压刚度算到电动机轴的加速力矩„„„„„„„„„计算横向进给系统所需要的折算到电动机轴上的各种力矩„选择驱动电动机的型号„„„„„„„„„„„„„横向机械传动系统的动态分析„„„„„„„„„„„„计算丝杆工„„计算滚珠丝杆螺杆副的扭转刚度„„„„„„„„„„„„„横向驱动电机的选择„„„„„„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载惯量„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载力矩„„„„„„„„„计算折副临界转速的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验„„„„„„„„„„„„计算横向机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„„计算机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„横向进给传动链部件的装配图设计„„„„„„„„„„„„„„横向滚珠丝杆螺母副承载能力的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副„„„„„„„„横向进给传动链部件的装配图设计„„„„„„„„„„„„„„横向滚珠丝杆螺母副承载能力的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界转速的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验„„„„„„„„„„„„计算横向机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„„计算机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„计算滚珠丝杆螺杆副的扭转刚度„„„„„„„„„„„„„横向驱动电机的选择„„„„„„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载惯量„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载力矩„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的加速力矩„„„„„„„„„计算横向进给系统所需要的折算到电动机轴上的各种力矩„选择驱动电动机的型号„„„„„„„„„„„„„横向机械传动系统的动态分析„„„„„„„„„„„„计算丝杆工作台纵向振动系统的最低固有频率„计算扭转振动系统的最低固有频率„„„„„„„横向机械传动系统的误差计算与分析„„„„„„„„„计算机械传动系统的反向死驱„„„„„„„„„计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差„计算滚珠丝杆因扭转变形产生的误差„„„„„„„„„确定横向滚珠丝杆螺母副的精度等级和型号„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的精度等级„„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„„„„„„纵向机械部分设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主切削力及其切削分力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„导轨摩擦力的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„计算滚珠丝杆螺母副的轴向负载„„„„„„„„„„„„„„„确定进给传动链的传动比和传动级数„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆的动载荷计算与直径估算„„„„„„„„„„„„„„初步确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„„„„„„„„„„„初步确定纵向滚珠丝杠螺母副支承轴承„„„„„„„„„„„„„„„纵向进给传动链部件的装配图设计„„„„„„„„„„„„„„纵向滚珠丝杆螺母副承载能力的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界转速的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验„„„„„„„„„„„„计算纵向机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„„计算机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„计算滚珠丝杆螺杆副的扭转刚度„„„„„„„„„„„„„选择纵向驱动电动机的型号„„„„„„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载惯量„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载力矩„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的加速力矩„„„„„„„„„计算横向进给系统所需要的折算到电动机轴上的各种力矩„选择驱动电动机的型号„„„„„„„„„„„„„纵向机械传动系统的动态分析„„„„„„„„„„„„计算丝杆工作台纵向振动系统的最低固有频率„计算扭转振动系统的最低固有频率„„„„„„„纵向机械传动系统的误差计算与分析„„„„„„„„„计算机械传动系统的反向死驱„„„„„„„„„计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差„计算滚珠丝杆因扭转变形产生的误差„„„„„„„„„确定纵向滚珠丝杆螺母副的精度等级和型号„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的精度等级„„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„„„„„„数控系统硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主控的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„存储器扩展电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机驱动电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„其他辅助电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机床数控系统硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„•摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。个较完善的机电体化系统，应包含以下几个基本要素机械本体动力与驱动部分执行机构传感测试部分控制及信息处理部分。机电体化是系统技术计算机与信息处理技术自动控制