【摘要】： 本論文以預(yù)研項(xiàng)目為背景,根據(jù)背景項(xiàng)目的要求,選擇了其中某機(jī)電一體化執(zhí)行元件為研究對象,進(jìn)行研究。 論文在應(yīng)用自動控制技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)以及數(shù)字控制技術(shù)等多學(xué)科理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合課題研究和實(shí)際項(xiàng)目需要,設(shè)計(jì)了一套完整的機(jī)電一體化執(zhí)行元件。該執(zhí)行元件集機(jī)械、電及控制于一體,包括驅(qū)動和傳動部分、檢測部分、信息處理及控制部分以及電源部分。對外有三種接口:機(jī)械接口、能源接口和信號接口,通過三種接口能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)對下位機(jī)及執(zhí)行元件的遠(yuǎn)程控制。該機(jī)電一體化執(zhí)行元件既可以應(yīng)用于軍事上的遠(yuǎn)程控制,也可以應(yīng)用于民用的控制設(shè)備上。 本文主要對此執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動力學(xué)分析以及控制方案三方面進(jìn)行研究,完成了相應(yīng)的設(shè)計(jì)與分析計(jì)算: 根據(jù)項(xiàng)目要求,提出了設(shè)計(jì)方案,確定了合理的傳動機(jī)構(gòu),經(jīng)過一系列計(jì)算選取了此機(jī)電一體化執(zhí)行元件中各單元的參數(shù)。 根據(jù)要求確定傳動構(gòu)件的參數(shù),建立機(jī)電一體化執(zhí)行元件的三維實(shí)體模型,然后運(yùn)用鍵合圖理論建立了其對應(yīng)的鍵合圖模型,進(jìn)而列出其動力學(xué)方程。運(yùn)用Matlab語言對動力學(xué)模型進(jìn)行動態(tài)仿真,根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了該機(jī)電一體化執(zhí)行元件方案設(shè)計(jì)的正確性與可行性。 根據(jù)該機(jī)電一體化執(zhí)行元件的工作特點(diǎn),提出相應(yīng)的控制方法,完成了基于單片機(jī)控制的控制電路設(shè)計(jì)。 本文將以上:機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、動力學(xué)分析、控制方法三部分相互穿插并有機(jī)結(jié)合成統(tǒng)一整體。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH-39
【圖文】：

電一體化執(zhí)行元件中的具體器件進(jìn)行實(shí)體建模力學(xué)理論和方法引入機(jī)、電等多種能量共存的的機(jī)電系統(tǒng)全局禍合動力學(xué)建模，并運(yùn)用mat確定及三維實(shí)體建模的選取知道本機(jī)電一體化執(zhí)行元件的傳動機(jī)構(gòu)由電動等組成。那么在建立實(shí)體模型之前各元件的具號的選取中已經(jīng)對電機(jī)的選擇作了詳細(xì)的說明，機(jī)電一體化執(zhí)行元件中的電動機(jī)選擇的是ZD一mm;軸向尺寸:l=140mm。外形尺寸，其三維實(shí)體模型如圖4.2.1所示。

從滾珠絲杠到螺母的傳動比i一二-2汀 1.6xIO一3mm/rad由于蓋板所要求移動的行程為500mm，因此絲杠的有效行程可定為l=600mm。其實(shí)體模型如圖4.2.2所示。圖4.2.2滾珠絲杠的實(shí)體模型(3)減速齒輪參數(shù)的確定對于傳動系統(tǒng)的主要參數(shù)，以移動式蓋板驅(qū)動系統(tǒng)為例計(jì)算如下:蓋板的滑動距離約為500mm，即蓋板的行程也即絲杠行程S=SOOmm，蓋板啟閉時間為45最為合適，絲杠導(dǎo)程為尸二10mm，則所需齒輪減速器的傳動比k可計(jì)算如下:行程“一器;傳動比“一器式中:尸—絲杠導(dǎo)程;n—電機(jī)額定轉(zhuǎn)速;t—時間。這里取i=4，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第三卷凡_1，初步確定齒輪的參數(shù)計(jì)算如下，下標(biāo)1

二d，+d，一二一一一‘‘=夕U斑腳齒輪的效率叮=95%;根據(jù)所確定減速機(jī)構(gòu)齒輪的參數(shù)，建立其三維實(shí)體模型如圖4.2.3所示。其中(a)為大齒輪，(b)為小齒輪，(c)為大小齒輪組成的齒輪減速器。愿鬢馨臀(a)(b)圖4.2.3齒輪減速器的實(shí)體模型(4)齒輪強(qiáng)度校核A、齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，強(qiáng)度條件為a。‘卜們，[a、]為許應(yīng)接觸應(yīng)力，對齒輪接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算公式為〔‘幻:335儷不蔽不___Jr，二—一·—月哎廠_a丫Dl式 (4.2.1)中:K一一載荷系數(shù);不一齒輪上的轉(zhuǎn)矩(N·mm);a一一中心距;b一一齒輪寬度;i一一傳動比。這里取齒輪材料為45鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，材料的許用接觸力葉。]=齒輪所承受的極限載荷

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本文編號：2765075