示。表的输出特性类型晶体管输出型继电器输出型额定负载电压输出电压“信号”最小隔离光耦隔离，点继电器隔离，点和点最大输出电流“信号”.“信号”最小输出电流“信号”“信号”输出开关容量阻性负载.灯负载阻性负载灯负载，系列是模块式结构，可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能扩大控制能力的目的。目前主要有三大类扩展模块。输入输出扩展模块上已经集成了定数量的数字量点，但如用户需要多于单元点时，必须对系统做必要的扩展。无扩展能力，最多可连接个扩展模块数字量或模拟量，而和最多可连接个扩展模块。系列目前总共提供共大类扩展模块数字量输入扩展板路扩展输入数字量输出扩展板路扩展输出数字量输入和输出混合扩展板模拟量输入扩展板，每个可扩展路模拟量输入通道，转换时间为，位模拟量输入和输出混合扩展模板，每个可同时扩展路模拟输入和路模拟量输出通道，其中转换时间为，转换时间，位数均为位。基本单元通过其右侧的扩展接口用总线连接器插件与扩展单元左侧的扩展接口相连接。扩展单元正常工作需要工作电源，此电源由基本单元通过总线连接器提供，扩展单元的输入点和输出点电源，可由基本单元的电源供电，但要注意基本单元所提供的最大电流能力。热电偶热电阻扩展模块热电偶热电阻模块是为设计的，与多种热电偶热电阻的连接备有隔离接口。用户通过模块上的开关来选择热电偶或热电阻的类型，接线方式，测量单位和开路故障的方向。通讯扩展模块除了集成通讯口外，还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。系列目前有两种通讯扩展模块扩展从站模块和接口扩展模块。系列输入输出扩展模块的主要技术性能如表所示。表系列输入输出扩展模块的主要技术性能类型数字量扩展模块模拟量扩展模块型号输入点无无输出点无无隔离组点数无无无输入电压输出电压或或转换时间分辨率转换电压电流转换.主要参数的设定直线工作台面尺寸长宽高纵向工作行程为，横向工作行程为，垂直方向的工作行程为。光杠的最大距离根据夹具的尺寸确定。工作进给速度为，快速进给速度进给运动的总阻力传动精度初步为测量工件的尺寸大小最大体积最小高度为第章三坐标测量进给系统的设计计算.进给系统电动机的容量的选择电动机容量的选择原则在机电传动系统中选择台合适的电动机是极为重要的。电动机的选择主要是容量的选择，如果电动机的容量选小了，方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产效率降低，另方面电动机经常在过载下运行，会使它过早损坏，同时还可能出现启动困难经受不起冲击负载等故障。选择电动机应根据以下三项基本原则进行。发热电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高工作温度等于或略小于电机允许的最高工作温度。过载能力电动机再运行时，必须具有定的过载能力。特别是在短期工作时，由于电动机的热惯性较大，电动机在短期内承受高于额定功率的负载说仍可保证上面的原则，故此时，决定电动机容量的主要因素不是发热而是电动机的过载能力。既所选电动机的最大转矩或允许电流必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩和最大负载电流即启动能力由于鼠笼式异步电动机的启动转矩般较小，所以，为使电动机能可靠启动，必须保证式中选择电动机容量的方法般有计算法统分析计法和类比法。步进电动机的概述本设计采用步进电机驱动丝杠旋转实现工作台的直线进给的。步进电机又称脉冲马达，是种把电脉冲信号变换成直线位移或角位移的控制电机。它的位移速度和输入脉冲数成正比，因此可以在较宽的范围内，通过改变脉冲频率来调速，并能实现快速启动反转和制动。随着微电子技术的发展，步进电机已作为重要的执行元件应用于数空机床智能仪器和自动控制中。步进电动机的容量的计算下面的计算结果所以选用反应式步进电动机，输出功率.，同步转速电动机的参数如下表所示表电动机的各种参数电动机型号步距角最大静转矩.运行频率最高空载启动频率轴径长度.选取电动机的输出功率.转速为.轴概述轴的用途轴也是组成机器的主要零件之，切做回转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要功能是支撑和传递运动和动力。轴设计的主要内容轴的设计也和其它零件的设计相似，包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。因此，轴的结构设计是轴设计中的重要内容。轴的工作能力计算指的是轴的强度刚度和震动稳定方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变形。而对刚度要求的轴和受到大力的细长轴，还应进行刚度计算，防止工作时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴，还应进行震动稳定性的计算，防止发生共振而破坏。轴的材料轴的材料主要是碳素钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常用的是钢。.轴的结构设计轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构主要取决于以下因素轴在机器中的安装位置及形式轴上安装零件的类型尺寸数量以及和轴联接的方法载荷的性质大小方向及分布情况轴的加工工艺等。由于影响轴的结构设计的因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。但轴的结构形式都必须满足轴和装在轴上零件要有准确的工作位置轴上零件应便于装拆和调整轴应具有良好的制造工艺性等。拟定轴上零件的装配方案拟定轴上零件的装配方案是进行轴的结构设计的前提，它决定着轴的基本形式。所谓装配方案，就是预定出轴上主要零件的装配方向顺序和相互关系。例如图的装配方案是半联轴器轴承端盖圆螺母套筒成对角接触球轴承丝杠螺母副，依次从轴的右端向左端安装，左端只装轴承和端盖。这样就对个段轴的粗细顺序作了初步安排。轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求者外，都必须进行轴向和周向定位，保证其准确的工作位置。．零件的轴向定位轴上零件的轴向定位是以轴肩套筒轴端挡圈轴承端盖和圆螺母等来保证的。利用轴肩定位是最方便可靠的方法，但采用轴肩就必然使轴的直径加大，而且轴肩处将因截面突变而引起应力集中。滚动轴承的定位轴肩高度必须低于轴承内圈端面的高度，以便拆卸轴承，轴肩的高度可查手册中轴承的安装尺寸。套筒定位结构简单，定位可靠，轴上不需开槽钻孔和切制螺纹，因而不影响轴的疲劳强度，般用于轴上两个零件之间的定位。如两零件的间距较大时，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的质量及材料用量。当轴的转速很高时，也不宜采用套筒定位。轴端挡圈适用于固定轴端零件，可以承受较大的轴向力。轴端挡圈可采用单螺钉固定，为了防止轴端挡圈转动造成螺钉松脱，可加圆拄销锁定轴端挡圈，也可采用双螺钉加止动垫片防松。圆螺母定位可承受大的轴向力，当轴上零件间距较大时常采用圆螺母。图轴上零件的分布轴的结构设计主要参数确定直线工作台面尺寸长宽高纵向工作行程为工作进给速度为，快速进给速度进给运动的总阻力工作台质量及工作台重量初估直线工作台质量总之量三坐标测量系统的纵向横向垂直切削力所以，设轴向压力确定丝杠的等效负载工作负载是指机床工作时，实际作用在丝杠上的轴向压力，它的数值可用进给牵引力的实验公式计算。选用导轨为滚动导轨，而般情况下，滚动导轨的摩擦系数为，取摩擦系数为.，则丝杠所受的最大牵引力为故其等效负载可按下式计算估算由以上确定进给运动的总阻力初步设计轴的最小直径先按机械设计中公式初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为钢，调质处理，并根据表取，于是输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴的直径联轴器孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。联轴器计算转矩则按照计算转矩应小于联轴器公称直径的条件，查标准或手册，选用凸缘联轴器其技术指标如下和图二所示表联轴器的参数型号公称转矩.许用转速轴孔直径螺栓直径图联轴器的尺寸根据半联轴器的孔径，故取。凸缘联轴器，结构简单成本低传递扭矩大，用于振动很大低速和刚性不大的轴联接。拟定轴上零件的装配方案本设计的装配方案已在前面分析比较，现以用图所示的装配方案。根据轴向定位的要求确定轴的个段直径和长度为了满足半联轴器的轴向定位要求，段轴右端需制出轴肩，故取段的直径.左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径为。半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上故取段的长度应比略短些，现取。初步选择滚动轴承。各种类型的轴承选用应丛允许的空间轴承负荷的大小和方向高速性能旋转精度刚度振动与噪声轴向游动摩擦力矩安装与拆卸等方面综合考虑，全面衡量，择优选择满足设计要求的轴承类型。因轴承受轴向力的作用，故选用角接触球轴承。成对安装角接触球轴承滚子相对外圈滚道轴向移动。通过轴向预紧提高支撑刚度。参照工作要求并根据套筒和圆螺母在左端对轴承定位取，由轴承产品目录中初步选取角接触球轴承，其基本尺寸为，故取，右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得角接触球轴承的定位轴肩高度.,因此取。轴承端盖的总宽度为.。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外面与半联轴器又端面的距离.，为了使套筒和圆螺母的装拆方便，轴承端盖与之间的距离为.，故取.。去安装圆螺母处的直径轴承右端采用套筒定位，套筒长度为.，为了使套筒右端面更好的对轴承进行轴向定位，并与轴紧密接触，取套筒右端面与左端面的距离为.，故取.，取.。三坐标测量机纵向工作行程为。同理得出，后边各轴的直径和长度至此已经初步确定了各段轴的直径和长度。轴上零件的轴向定位半联轴器与轴的轴向定位采用平键定位。由手册查得平键截面，确定轴上圆角和倒角尺寸取轴的倒角为。各段轴肩处的圆角半径见装配图。.丝杠螺母副的选用计算丝杠螺母的导程的确定再本设计中，电机与丝杠直接相连，传动比，选择电机系列异步电动机的最高转速，则丝杠的导程为.确定丝杠的等效转速最大进给时，丝杠的转速为最慢进给时，丝杠的转速为则得到丝杠的等效转速估计为.丝杠的等效负载上边已经阐明过了.确定丝杠所受的最大动载荷查表，取丝杠的工作寿命为，同时取精度系数，负荷性质系数，温度系数.，硬度系数，可靠性系数.平均转速为。选用滑动丝杠螺母传动，丝杠公称直径为，基本导程，丝杠螺母的接触刚度为，螺旋升角丝杠的底径，螺母长度为，取丝杠的精度等级为级。.临界压缩负荷确定丝杠螺纹部分的长度。等于工作台的最大行程加上螺母长度加两端余程。为。支撑跨度应略大于，取为。丝杠全长为。临界压缩负荷为式中材料的弹性模量，丝杠最小截面惯性矩最大受压长度，按照结构设计取安全系数，般取最大轴向工作载荷，丝杠支撑方式系数，查表得，则可见远大于，满足要求.临界转速验算式中丝杠最小横截面临界转速计算长度取安全系数，般为.材料的密度丝杠支撑方式系数，查表，则可见远大于，满足要求。考虑到本设计的丝杠较长，故采用端固定另端游动的支撑方式，固定端选用成对丝杠轴承组合，额定动载荷，预紧力为.计算轴承动载荷寿命系数为式中