机械设计课程设计
计算说明书
设计题目 二维机械滑台设计
测控技术与仪器 专业 一 班
设计者 指导教师
年 月 日
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目录
一、 设计任
务.....................................................................2
二、设计工作……………………………………………..3 三、计算选型 ……………………………………………5 1.电机和丝杆的部分参数选型 2. 滚珠丝杠计算、选择 3. 滚珠丝杆传动系统刚度 4.电机的选定 5.直线导轨的选定 6.轴承的选定 7.工作台的选定
四、参考文献……………………………………………14 五、工作日志……………………………………………15
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一、设计任务
1、两坐标行程为350mm； 2、定位精度±0.025mm； 3、响应速度≥1m/s^2；
4、快速60m/min，慢速0.25m/min。 5、工作台尺寸：300*300mm
二、设计工作
1、运动设计
（1）要实现一个二维平面运动，只需将其分解为两个垂直方向的一维直线运动即可。由X方向的直线位移带动Y方向的直线位移沿X向做直线运动，然后X向直线位移不动，Y向直线位移在X向直线位移上沿Y向运动，这样就实现了XOY平面的二维运动。
（2）直线运动设计： 选择丝杆和直线导轨。 2、驱动设计
采用反应式步进电机。 3、机床部件设计 联轴器、轴承
选择刚性联轴器和滚动轴承。 3.1 导轨
根据设计要求，需要承受的载荷不大，定位精度高，因此在该设计中选用直线滚动导轨。 3.2 丝杆
电动机的旋转运动需要通过丝杆螺旋传动转换成直线运动。 3.2.1 丝杠与螺母的相对运动
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对于卧式工作台我们选择第一种方案，即丝杠转动，螺母移动。 3.2.2
选用滚珠丝杆副。
3.2.3滚动丝杠支承方式 选用“固定—游动”型
3.2.4轴承安装方式
固定端采用一对背对背角接触球轴承，游动端采用深沟球轴承， 3.3 支承件
支承件是设备的基础构件，包括床身、横梁、摇臂、底座、刀架、工作台、箱体和升降台等。这些件一般都比较大，所以也称大件。
合理配置加强筋是提高局部刚度的有效方法（金属切削机床设计P136）。
3.3.2工作台
选用最常见的T形槽工作台，如图所示：
（1）工作台与螺母座的联接。
本设设计采用刚性联接结构，如图4.2所示。这种联接结构的特点是牢固可靠。
4.控制系统
4.1控制系统的选择
开环伺服系统：系统只是根据输入量和干扰量进行控制，而输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量取决于精密机械系统，而与控制系统无关。
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在本设计中，只涉及到通过步进电机驱动，丝杆传动的直线运动。考虑到该设计的二维坐标机械滑台的定位精度要求不高，载荷不大，因此，为简化结构，降低成本，提高性价比，该设计中采用步进电机的开环伺服系统驱动。
图4.1 开环伺服系统
4.2行程控制
行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。行程开关是由装在运动部件上的挡块来撞动的。行程开关作用有两个：（1）防止工作台超过最大行程，使电机损坏。（2）可以用与定位。所以这4个行程开关就充当了传感器。
图4.2 行程开关工作示意图
图4.2是行程开关工作的简单示意图。行程开关S1和S2分别装在导轨的起点和终点，由装在工作台上的挡块来撞动。工作台由步进电机带动。
工作台在起点时，其上挡块将起点行程开关S1压下，将串接在反转控制电路中的常闭触头压开。这时电动机不能反转。电动机正转，带动工作台前进。当工作台到达终点时，挡块压下行程开关S2，将串接在正转控制电路中的常开触头压开，电动机即停止正转。
三、计算选型
1.电机和丝杆的部分参数选型
1.1根据定位精度要求确定脉冲当量选择步距角
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二维机械滑台设计论文
