机电传动单向数控平台设计

机械工程及自动化专业课程设计

目录

——机械工程及自动化专业课程设计说明书错误！未定义

书签。

1、设计任务............................................................................................... 2 1.1设计任务介绍及意义 .................................................................... 2 1.2设计任务明细 ................................................................................ 2 2、总体方案设计 ...................................................................................... 2 2.1设计的基本依据 ............................................................................ 3 2.2可行性方案的比较 .

机电传动单向数控

平台设计

专 业：机械电子 班 级：理工11-1 学生姓名：张茂乐 学 号： 22111614

2014年07月10日

目录

1设计任务

1.1 设计任务介绍及意义 1.2 设计任务及要求

2总体方案设计

2.1 设计的基本依据 2.2 总体方案的确定

3机械传动系统设计

3.1机械传动装置的组成及原理3.2主要部件的结构设计计算

4电气控制系统设计

4.1 控制系统的基本组成 4.2 电器元件的选型计算 4.3 电气控制电路的设计 4.4 控制程序的设计及说明

5 结束语

2

1.设计任务

1.1设计任务介绍及意义 ? 课程设计题目

机电传动单向数控平台设计

? 主要设计内容

机械传动结构设计和电气控制系统 ①电机驱动方式②机械传动方式③电气控制方式PLC控制 ④功能控制要求 ⑤主要设计参数

单向工作行程——1800、1500、1200 mm 移动负载质量——100、50 kg 负载移动阻力——100、50 N 移动速度

目录 1.前言??2

2.设计任务和意义??2

3.总体方案设计及选型确定??3 4.机械传动系统设计??3

4.1 机电传动装置的组成及原理??4 4.2 主要部件的结构设计计算??5 4.2.1 滚动导轨的计算??5 4.2.2螺旋丝杠初选??6

4.2.3直流伺服电机的选型??10 4.2.4联轴器和键的选用??12 5.电气控制系统设计??13

5.1控制系统的的基本组成??13 5.2电器元件的选型计算??13 5.2.1控制芯片选择??13 5.2.2电机驱动芯片选择??13 5.2.3旋转式编码器选择??14 5.2.4显示器选择??15 5.3电气控制电路的设计??15 5.3.1晶振电路设计??15 5.3.2复位电路??15

5.3.3显示电路和键盘电路??16 5.3.4直流电机驱动电路设计??16 5.4控制程序的计算及说明??16 5.4.1 程序流程图??16

5.4.2 PWM直流调

机 电 传 动 课 程 设 计

题 目:污水净化处理系统的PLC控制

姓 名 刘念 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机自081 学 号 200800314105 指导教师 靳继勇

完成日期 2011-12-23

目 录

第一章 引言………………………………………………………………………… 1 1.1课题背景……………………………………………………………………… 1 1.2设计目的………………………………………………………………………… 1 1.3设计任务及分析………………………………………………………………… 1

1.3.1任务及要求………………………………………………………………… 1 1.3.2任务分析…………………………………………………………………… 1 第二章 污水净化处理系统设计方案选择…………………………………………… 3 2.1物理法处理技术方案选择…………………………………………

三、设计过程

（一）总体方案选择说明

1）动力头的快进、工进及快退均由液压油缸驱动，并用挡铁方法实现位置控制；

2）动力头电动机的停车采用能耗制动，以保证准确定位； 3）制动时间可根据工艺要求设定并由定时器自动控制；

4）M1为油泵电动机，并且只有当油泵工作一段时间后（即油压达到工作要求时），才能进行其它操作；

5）冷却泵单独由M2拖动；

6）采用带指示灯的控制按钮，以显示设备运行状态； 7）主电路及控制电路采用熔断器实现短路保护；

8）液压（电磁阀）控制电路可进行半自动循环，同时又可对各个工步单独点动控制；

9）电气控制箱置于专门的操作室，电器板与控制板之间，以及电控箱和执行系统之间的连接，采用接线板进出线方式。

（二）控制方式选择

继电器—接触器控制方式或PLC控制方式均适合本装置的控制需要，前者成本低，但硬件线路较复杂，控制箱体积大，程序选择不方便；后者线路简单，程序预选方便，但成本较高。

本设计对两种控制方式均进行尝试，以加强对两种控制方式的感性认识，提高自身的实践技能。

（三）设计电气控制原理图 1、主电路设计

1）由接触器KM1,KM2,KM3,KM4分别控制电动机M1,M2,M3,M4的运转； 2）M3,M4由热继电器FR1,F

问答题：

1、 机电传动系统稳定运行的充分必要条件是什么？ 2、直流他励电动机为什么要有失磁保护？

3、三相交流异步电动机的旋转磁场的方向是怎么决定的？如何改变其旋转方向？

4、教室内的吊扇不能启动，但用外力拨动一下又可以转动了，可能是什么故障？为什么？ 5、同步电动机为何没有启动能力？有什么启动方法？

6、何谓”自转”现象?交流伺服电动机怎样克服这一现象，使其在控制信号消失时能迅速停止？

7、试说明热继电器的工作原理？它是如何起保护作用的？ 8、拖动系统的稳定平衡点要满足什么条件？

9、 限制直流电动机的启动电流，一般有什么方法？

10、三相电机定子绕组的连接方式有哪两种？如何选择连接方式？ 11、异步电动机为何要异步？同步电动机又为何要同步？

12、行程开关用于行程极限保护时，若电源相序反了，会出现什么现象？为什么？ 13、交流异步测速发电机的主要优缺点是什么？

14、电动机中长期过载保护是怎么实现的？它能否作为短路保护使用？为什么？ 15、机电传动系统稳定运行的充分必要条件是什么？

16、试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）

TM

机电传动控制课程设计

一、 目录

引言 2

设计说明相关内容

（一）、课程设计题目 3 （二）、设计目的及要求 3 （三）、设计内容 4 一、控制方案设计 4 二、线路设计 4 三、控制电路的设计 6 四、元件的选取 6 五、柜体设计 8 六、结束语 11 七、参考文献 12

※<习题一>

填写内容

3.1 如何分别改变直流串励电动机、并励电动机、复励电动机的转动方向?仅仅改变电源的正、负极性，能改变转向吗?

3.2 一台直流并励电动机，如果电源电压U、励磁电流If和拖动的负载转矩TL都不变，若在电枢回路中串入适当电阻，电枢电流会不会改变?电动机的输入功率和输出功率会不会变?

3.3 改变励磁回路的电阻调速时，最高转速和最低转速有什么变化? 3.4 对直流他激电动起动有何要求，如何满足？

3.5 如何改变直流他激电动机的机械特性，各有什么特点？

3.6 一台直流他激电动机，其铭牌数据如下：PN=6.5Kw，UN=220V，IN=65A，Ra=0.24Ω,nN=1500r/min。试计算:

（1）固有机械特性；

（2）电枢串接电阻为1Ω时的人为机械特性； （3）激磁电压为UN/2时的人为机械特性； （4）磁通Φ=ΦN/2时的人为机械特性； 并绘出图形。

3.7 一台直流他激电动机额定数据如下： PN=1.75Kw，UN=220V，IN=40.2A，nN=1500r/min,试计算：

（1）50%额定负载时的转速；

（2）转速为1200 r/min时的电枢电流值。

3.8 一台直流他激电动机额定数据如下： PN=15K

※<习题一>

填写内容

3.1 如何分别改变直流串励电动机、并励电动机、复励电动机的转动方向?仅仅改变电源的正、负极性，能改变转向吗?

3.2 一台直流并励电动机，如果电源电压U、励磁电流If和拖动的负载转矩TL都不变，若在电枢回路中串入适当电阻，电枢电流会不会改变?电动机的输入功率和输出功率会不会变?

3.3 改变励磁回路的电阻调速时，最高转速和最低转速有什么变化? 3.4 对直流他激电动起动有何要求，如何满足？

3.5 如何改变直流他激电动机的机械特性，各有什么特点？

3.6 一台直流他激电动机，其铭牌数据如下：PN=6.5Kw，UN=220V，IN=65A，Ra=0.24Ω,nN=1500r/min。试计算:

（1）固有机械特性；

（2）电枢串接电阻为1Ω时的人为机械特性； （3）激磁电压为UN/2时的人为机械特性； （4）磁通Φ=ΦN/2时的人为机械特性； 并绘出图形。

3.7 一台直流他激电动机额定数据如下： PN=1.75Kw，UN=220V，IN=40.2A，nN=1500r/min,试计算：

（1）50%额定负载时的转速；

（2）转速为1200 r/min时的电枢电流值。

3.8 一台直流他激电动机额定数据如下： PN=15K

机电知识

《机电传动控制》

课 程 教 案

江苏科技大学机动学院

机电教研室 朱鹏程 2008年7月

机电知识

《机电传动控制》课程教案 机电传动控制》Machine Electricity Transmission and Control 本科

课程名称 授课专业 教材名称 参 考 书 课程性质 先修课程 课程目的 和任务

机电传动控制 机制

英文名称 层次

授课教师 考核方式

朱鹏程 闭卷考试

《机电传动控制》邓星钟，华中科技大学出版社，2007 年 4 版 1、 《机床电气控制技术》齐占庆 2、 《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟 专业课 教学总时数 40 实验学时 6

《电工基础》《电子技术》和《机械工程控制基础》等 、 机电传动控制课程是培养机械工程类专业学生初步学习和掌握机、电、计算 机等综合控制系统技术，并具有一定设计能力的一门专业技术基础课。机电一 体化人才的培养，是使学生能够适应 21 世纪发展需要，具有基础扎实，知识面 宽、能力强、素质高，具有创新精神和实践能力的“机电复合型”人才。 1、掌握常用电机、电器、晶闸管等及其电路的工作原理、主要特性，了解其应 用和选用的方法； 2、掌握常用的开环、闭环驱动控制系统的基本工作原理和特点、了解其性能及 其