（毕业设计全套）Φ630mm的数控车床总体设计及主轴箱设计（打包下载）

即.对于需要在负载下启动和变速，或启动时间有特殊要求时，应按动扭距设计离合器。

.步骤.决定外摩擦片的内径。

根据结构需要，如为轴装式时，摩擦片的内径应比安装轴的轴径大。

.选择摩擦片尺寸可以在参考书中选择，具体的型号见图纸。

.计算摩擦面对数.式中摩擦片间的摩擦系数有表可选许用压强有表可选摩擦片内片外径有表可选摩擦片外片内径有表可选速度修正系数有表可选结合面数修正系数有表可选结合次数修正系数有表可选。

代入数值得取。

.轴的设计计算轴Ⅱ的设计计算轴的材料选用钢，并经调质处理。

轴的结构设计轴的结构如图所示由于轴的实质结构没有变化，而且各部分直径也大于等于原Ⅱ轴的最小直径，故Ⅱ轴的强度是可以满足工作要求的，具体的校核计算就略去了。

轴Ⅶ的设计计算轴的材料选用号钢，并经过调质处理。

估算周的最小直径查表得常数，.轴Ⅶ的结构设计见图如下所示轴Ⅶ的刚度验算轴的变形条件和允许值轴上装齿轮和轴承处的挠度和倾角和应小于弯曲刚度的许用值和，即，。

表轴的弯曲变形的允许值轴的类型变形部位般传动轴装向心轴承处.刚度要求较高.装齿轮处.安装齿轮轴装单列圆锥滚子轴承.安装蜗轮轴装滑动轴承处.装单列圆柱滚子轴承处.轴的跨度模数轴的变形计算公式计算轴本身弯曲的挠度及倾角时，般常将轴简化为集中载荷下的简支架，按材料力学的有关公式计算，当轴的直径相差不大且计算精度要求不高时，可把轴看做等直径，采用平均直径计算，计算轴时选择用平均直径或当量直径。

圆轴平均直径.惯性矩.矩形花键轴平均直径.当量直径.惯性矩.轴的力分解和变形合式对于复杂受力的变形，先将受力分解为三个垂直面上的分力，应用弯曲变形的公式求出所求截面的两个垂直平面的和，然后进行叠加，在同平面内进行代数叠加，在两个垂直面内则按几何合成，求出该截面的总载度和总倾角。

危险工作截面的判断验算刚度时应选择最危险的工作条件进行，般是轴的计算转速最低，传动齿轮直径最小且位于周的中央，这时轴的受力将使总的变形剧烈。

如果对两三种工作工作条件难以判断哪种最危险，就分别进行计算，找到最大弯曲变形值和。

提高轴的刚度的些措施加大轴的直径，适当减小轴的跨度或者增加第三支撑，重新安排齿轮在轴上的位置改变轴的布置方位等。

轴的校核计算轴Ⅶ的受力简图轴的传动路线有两条，条是由齿轮传动至Ⅶ轴上，再又齿轮至齿轮带动主轴运转另条是由齿轮和齿轮传动至Ⅶ轴上，再又齿轮至齿轮带动主轴运转。

先校核由齿轮传入，齿轮传出时轴的强度作轴Ⅶ的水平面弯矩图和垂直面弯矩图计算Ⅶ轴上的功率Ⅶ轴上的转矩齿轮的圆周力齿轮的径向力齿轮的圆周力齿轮的径向力齿轮的轴向力求在水平面内的支反力，由受力图求在垂直面内的支反力，由受力图画轴Ⅶ水平面和垂直面内的受力图弯矩图如下作弯矩和转矩图齿轮的作用力在水平面的弯矩图如上齿轮的作用力在垂直面的弯矩图如上齿轮在截面作出的最大合成弯矩为齿轮的作用力在水平面的弯矩图如上齿轮的作用力在垂直面的弯矩图如上齿轮在截面作出的最大合成弯矩为作两截面最大合成弯矩图和扭矩图轴的强度校核，经过分析可知，所在的截面为危险截面，按第三强度理论计算弯矩查机械设计手册第二版第四卷，轴的抗弯截面系数.故满足第三强度理论。

刚度校核在水平面内单独作用时单独作用时在和共同作用下在垂直面内单独作用时单独作用时在与共同作用下时故在共同作用下，处为危险截面。

其最大挠度为而般.故，符合要求。

轴的转角校核就不再验算。

再校核由齿轮传入，齿轮传出时轴的强度步骤方法同上，经过校核轴的强度和刚度均满足要求。

设计过程中，依组传动方案，此处轴Ⅶ的强度和刚度校核过程省略。

主轴的设计计算轴的材料选用号钢，并经过调质处理，结构设计如图。

由于主轴的结构基本上采用数控车床的主轴，没有明显的改动，故具体的校核计算过程就略去不作。

第章电路系统设计.控制系统总体方案的拟定机电体化控制系统由硬件系统和软件系统两大部分组成.控制系统的控制对象主要包括各种机床，如车床铣床磨床等等.控制系统的基本组成如下图所示.总控制系统硬件电路设计单片机的设计系列单片机的设计系列单片机的所有产品都含有除程序存贮器外的基本硬件，都是在的基本上改变部分资源程序存贮器数据存贮器口定时计数器及些其他特殊部件。

在控制系统设计中，我们采用的是，可寻址字节程序存贮器和字节数据存贮器。

内部没有程序存贮器，必须外接程序存贮器。

采用条引脚的双列直插式封装，引脚和功能分为三部分。

.电源及时钟引脚此部分引脚包括电源引脚及时钟引脚。

电源引脚接入单片机的工作电源。

脚接电源。

脚接地。

时钟引脚脚外接晶体时与片内的反相放大器构成个振荡器，它提供单片机的时钟控制信号。

时钟引脚也可外接晶体振荡器。

脚接外部晶体的个引脚。

在单片机内部，它是个反相放大器的输入端。

当采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。

脚接外部晶体的另端，在单片机内部接至反相放大器的输出端。

若采用外部振荡器时，该引脚接受振荡器的信号，即把信号直接接至内部时钟发生器的输入端。

.控制引脚它包括等。

此类引脚提供控制信号，有些引脚具有复用功能。

脚当振荡器运行时，在此引脚加上两个机器周期的高电平将使单片机复位。

复位后应使此引脚电平为.的低电平，以保证单片机正常工作。

掉电期间，此引脚可接备用电源，以保持内部中的数据不丢失。

当下降到低于规定值，而在其规定的电压范围内.时，就向内部提供备用电源。

脚当单片机访问外部存贮器时，地址锁存允许输出脉冲的下降沿用于锁存位地址的低位。

即使不访问外部存贮器，端仍有周期性正脉冲输出，其频率为振荡器频率的。

但是，每当访问外部数据存贮器时，在两个机器周期中只出现次，即丢失个脉冲。

端可以驱动个负载。

脚此输出为单片机内访问外部程序存贮器的读选通信号。

在从外部程序存贮器指令或常数期间，每个机器周期两次有效。

但在此期间，每当访问外部数据存贮器时，这两次有效的信号不出现。

同样可以驱动个负载。

脚当端保持高电平时，单片机访问的是内部程序存贮器，但当值超过值时，将自动转向执行外部程序存贮器内的程序。

当端保持低电平时，则不管是否有内部程序存贮器而只访问外部程序存贮器。

对来说，因其无内部程序存贮器。

所以该引脚必须接地，即此时只能访问外部程序存贮器。

.输入输出引脚输入输出口引脚包括口口口和口。

口为双向为三态口，当作为口使用时，可直接连接外部设备。

它是地址总线低位及数据总线分时复用口，可驱动个负载。

般作为扩展时地址数据总线口使用。

口为位准双向口，它的每位都可以分别定义为输入线或输出线作为输入口时，锁存器必须置，可驱动个负载。

口为位准双向口，当作为口使用时，可直接连接外部设备。

它是与地址总线高位复用，可驱动个负载，般作为扩展时地址总线的高位使用。

口为位准双向口，是双功能复用口，可驱动个负载。

单片机的时钟电路时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏.片内有个反相放大器，引脚分别为该反相放大器的输入端和输出端，该反相放大器与片外晶体或陶瓷谐振器起构成了个自激振荡器，产生的时钟送至单片机内部的各个部件.单片机的时钟产生方式有内部时钟方式和外部时钟方式两种，大多单片机应用系统采用内部时钟方式.最常用的内部时钟方式采用外接晶体和电容组成的并联谐振回路，不论是还是型单片机，其并联谐振回路及参数相同.如下图所示单片机允许的振荡晶体可在.之间可以选择，般取电容的取值对振荡频率输出的稳定性大小及振荡电路起振速度有少许影响.可在之间选择，般当外接晶体时典型取值为，外接陶瓷谐振器时典型取值为，取时振荡器有较高的频率稳定性.在设计印刷电路板时，晶体或陶瓷谐振器和电容应尽量靠近单片机引脚安装，以减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定和可靠的工作.为了提高温度稳定性，应采用电容.单片机的复位电路计算机在启动运行时都需要复位，使中央处理器和系统中的其他部件都处于个确定的初始状态，并从这个状态开始工作.单片机的复位都是靠外部电路实现的，单片机有个复位引脚，高电平有效.它是施密特触发输入，当振荡器起振后，该引脚上出现两个机器周期即个时钟周期以上的高电平，使器件复位，只要保持高电平，便保持复位状态.此时，口都输出高电平.变位低电平后，退出复位状态，从初始状态开始工作.复位操作不影响片内的内容.单片机通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式.通常因为系统运动等的需要，常常需要人工按钮复位，如下图所示对于型单片机因引脚的内部有个拉低电阻，故电阻可不接.单片机在上电瞬间，电路充电，引脚端出现正脉冲，只要端保持两个机器周期以上的高电平因为振荡器从起振到稳定大约要，就能使单片机有效复位.当晶体振荡频率为时，的典型值为，简单复位电路中，干扰信号易串入复位端，可能会引起内部些寄存错误复位，这时可在引脚上接去耦电容.上图那上电按钮复位电路只需将个常开按钮开关并联于上电复位电路，按下开关定时间就能使引脚端为高电平，从而使单片机复位.系统的扩展在以单片机为核心的控制系统中必须扩展程序存贮器，用以存放控制程序。

同时，单片机内部的存贮器容量较小，不能满足实际需要，还要扩展数据存贮器。

这种扩展就是配置外部存贮器包括程序存贮器和数据存贮器。

另外，在单片机内部虽然设置了若干并行接口电路，用来与外围设备连接。

但当外围设备较多时，仅有几个内部接口是不够的，因此，单片机还需要扩展输入输出接口芯片。

程序存贮器的扩展系列单片机的程序存贮器空间和数据存贮器空间是相互独立的。

程序存贮器寻址空间为，片内不带，所以要进行程序存贮器的扩展。

用作程序存贮器的常用的器件是。

由于单片机的口是分别复用的地址数据总线，因此，在进行程序存贮器扩展时，必须用地址锁存器锁存地址信号。

通常地址锁存器可使用带三态缓冲输出的八锁存器。

当用作为地址锁存器时，锁存端可直接与单片机的锁存控制信号端相连，在下降沿进行地址锁存。

根据应用系统对程序存贮器容量要求的不同，常采用的扩展芯片扩展和等。

以上种均为单电源供电，维持电流为，工作电流为，读出时间最大为，均有双列直插式封装形式，是地址线，不同的芯片可扩展的存贮容量的大小不同，因而提供位地址的端口线的数量各不相同，故为，为是数据线是片选线，低电平有效是数据输出选通线是编程电源是工作电源是编程脉冲输入端。

根据程序存贮器扩展的原理，以和锁存器为例对单片机进行程序存贮器的扩展。

因为是容量的，故用到了根地址线，。

如果只扩展片程序存贮器，故可将片选端直接接地。

下图为扩展两片的连接方法。

同时，运行所需的程序指令来自，要把其端接地，否则，将不会运行。

数据存贮器的扩展单片机内部有个字节存贮器。

对内部的具有丰富的的操作指令。

但在用于数据采集和处理时，仅靠片内提供的个字节的数据存贮器是远远不够的。

在这种情况下，可利用的扩展功能，扩展外部数据存贮器。

数据存贮器只使用控制线而不用。

正因为如此，数据存贮器与程序存贮器可完全重叠，均为，但数据存贮器与口与外围设备是统遍址的，即任何扩展的口以及外围设备均占用数据存贮器地址。

的口为的复用地址数据线，口用于对进行页面寻址根据其容量不同，所占的端口不同，在对外部读写期间，产生信号。

在单片机应用系统中，静态是最常用的，由于这种存贮器的设计无需考虑刷新问题，因而它与微处理器的接口很简单。

最常用的静