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湖南工业大学

课程设计

资料袋

学院（系、部）

课程名称机电一体化系统设计指导教师聂宇峰职称教授学生姓名王清专业班级机械工程1103 学号 11405701313 题目 X-Y数控工作台机电系统设计

成绩

起止日期 2014 年 12 月 24 日～ 2015 年元月 1 日

目录清单

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湖南工业大学

课程设计任务书

专业班级课程名称：机电一体化系统设计设计题目： X-Y数控工作台机电系统设计完成期限：自 2014 年 12 月 24 日至 2015 年元月 1 日共 1 周

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指导教师（签字）： 2014年 12月 25 日系（教研室）主任（签字）： 2014 年12 月 25日

（机电一体化系统设计课程设计）

设计说明书

X-Y数控工作台机电系统设计

起止日期：2014年 12 月 24 日至 2015年元月 1 日学

班

学

成生姓名级号绩王清机械工程1103 11405701313

指导教师(签字)

机械工程学院

2014年12月28日

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1. 课程设计目的 ??????????????????????? 2

2. 总体方案的确定 ??????????????????????? 3

2.1机械传动部件的选择 ???????????????????? 3

2.2控制系统的设计 ????????????????????? 4

3. 机械传动部件的计算与选型 ??????????????????? 4

3.1导轨上移动部件的重量估算 ??????????????????5

3.2铣削力的计算 ??????????????????????? 5

3.3直线滚动导轨副的计算与选型 ???????????????? 5

3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型 ????????????????? 5

3.5步进电动机减速箱的选用 ???????????????????7

3.6步进电动机的计算与选型 ?????????????????? 8

3.7增量式旋转编码器的选用 ?????????????????? 12

4.工作台控制系统的设计 ?????????????????????12

5.步进电动机驱动电源的选用 ???????????????????13

6.总结与体会 ?????????????????????????14

一课程设计的目的

机电一体化系统课程设计是一个重要的实践性教学环节。要求学生综合运用所学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行一次机电结合的设计训练，主要目的是：

1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方法。

2）通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。如齿轮/同步带减速装置、蜗轮蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。

3）通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移/速度传感器；如交流、步进伺服进给系统、增量式旋转编码器、直线光栅等。

4）通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A配置、键盘与显示电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电动机的控制软件等。

5）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思想。

6）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。

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