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1、摘要本次课程设计是关于平带式输送机的设计。首先对输送机作了简单的概述；之后进行机械部分的设计，首先是进行输送带设计计算，算出输送带的功率之后，求出转矩，暂选出电动机，给出转速，查表同步皮带和减速器的传动比，反求滚筒转速，之后进行同步皮带的计算，进行轴的设计，键的设计和校核，然后选电机，减速器，同步皮带，圆锥滚子轴承，联轴器，将所有数据计算好之后，开始画机械图，在图上设计工作台，然后再进行电气部分的设计，绘制电路图，设计程序的总体框图，进行程序计算，算出输送机在不同转速下单片机所需输出的脉冲信号，然后利用单片机的定时器来控制电动机的转速，最后对本次整个课程设计进行总结。本次带式输送机设计代表了设
2、计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词：带式输送机；机械部分设计；电气部分设计，程序设计目录摘要11前言32课程设计的要求与任务73 机械部分设计103.1带式输送机的设计计算103.2 传动功率的计算123.3 电动机的选择133.4减速器的选择133.5 同步皮带的设计计算143.6轴的计算163.7 轴的结构设计173.8 键的设计计算和校核183.9 联轴器的选择183.10轴承的选择和计算224 电气部分设计234.1电气设计的基本原则和步骤234.2 步进电动机驱动器的选择244.3 控制电路设计254.4 程序流程图264.5程序计算274.6程序设计27
3、结论29参考文献29一 、前言绪论带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与散装物料的理想工具，因此被广泛用于国民经济各部门。尤其在矿山用量最多、规格最大。带式输送机的技术发展1880年德国LMG公司设计了一台链斗挖掘机，其尾部带一条蒸气机驱动的带式输送机。1896年美国纽约颁布了鲁宾斯为带式输送机的发明人。20世纪30年代随着德国褐煤露天矿连续开采工艺的发展，带式输送机也随之得到迅速地发展，二次大战前德国褐煤露天矿已出现1.6m带宽的带式输送机。5
4、0年代开发出的钢绳芯输送带为带式输送机长距离化和大型化创造了条件。前西德为了摆脱石油危机带来的影响，开发了年产40005000万t的褐煤露天矿，并在5060年代为日挖10万石方的斗轮挖掘机开发了配套的3.0m带宽的带式输送机，带速为6.8m/s。后经科研开发将带速提高到7.5m/s，使带宽从3.0m降至2.8m，但运量仍保持3.75万t/h。单条带式输送机的装机容量为62000kW，是当今运量最大的带式输送机。上述两种带式输送机均采用了模块设计。各条带式输送机由统一的机头、机尾、中间架、传动单元、托辊组和电气房模块组成，给设计、制造、使用和维护带来许多方便。目前最高的带速是15m/s，可用于大
5、型排土机臂架上。70年代开始，西方各国推广斜井带式输送机。德国鲁尔区Haniel-Prosper煤矿使用了当今规格最大的斜井带式输送机，其带宽为1.4m，带速为5.5m/s,带强为st7500N/mm，整机传动功率为23100kW同步电机。电机转子直接固定在滚筒轴上，从而省去了减速器。同步机用交直交变频装置调速，起、制动过程非常平稳，起动时间可达140s，制动时间达40s。输送带保证寿命达20年。该机上、下分支输送带都运送物料。向上运媒1800t/h，下分支向下运矸石1000t/h。提高高度达700余米。经过一百年的发展，带式输送机已成为一个庞大的家族，不再是常规的开式槽型或直线布置的带式输送
6、机，而是针对生产需求设计出各种各样的特种带式输送机。例如，弯曲型、线摩擦型。大倾角型。可伸缩型。吊挂型、管式、吊挂管式、波纹挡边式、气垫式、压带式、钢丝绳牵引式和钢带式等带式输送机。它们各有自己的独特优点，适用于某些特殊场合。例如，管式和吊挂式输送机因其密封性好，适用于有环保要求或物料不应受外界环境影响的场合。波纹挡边带式输送机可以做大倾角甚至垂直提升，因而在卸船和 竖井提升中得到应用。压带式大倾角带式输送机于50年代在下挖式斗轮挖掘机上广泛应用。倾角可达35，从而缩短斗轮臂架长度。目前国内外带式输送机正朝着长距离、高速度和大运量方向发展。单机运距已达30.4km，多机串联运距最长达208km
7、，由17条带式输送机组成，最宽的带式输送机带宽为4m。最大运输能力已达到3.75万t/h，最高带速达到15m/s。单条带式输送机的装机功率达到62000kW。我国生产的带式输送机最大带宽已达到2m，带速已达到2 m/s，设计运输能力已达到5.2万t/h，最大运距为3.7km。带式输送机的运输能力和输送距离是所有其他输送设备无法比拟的，因此世界各国都在不断地努力发展和完善带式输送机技术。努力的方向着重于：（1） 提高带速，它是提高输送能力和节省投资的有效途径。（2） 提高各部件的可靠性，也包括输送带的可靠性，往往一个部件的失灵会影响整机乃至整个系统的停顿。（3） 努力减少维护工作量或取消日常维护
8、工作，因带式输送机分布在几百米甚至几千米的运输线路上，很难实现有效的维护保养工作。（4） 节能研究，带式输送机本身是输送机中耗能最省的，但在大型矿山、冶金、电力和专用港口等企业中带式输送机用量很大，成为企业中的一个耗能大部门，因而进一步的节能研究具有重要意义。例如，功率计算中的阻力确定，加大张力和托辊直径以及改进输送带结构与配方降低在运行阻力中占最大比重的压陷阻力（5） 西方一些国家为适应金属露天矿型化的需要，正努力解决输送机输送金属矿石及其围岩的问题，以求用带式输送机替代昂贵的汽车运输。（6） 对大中型带式输送机采用动态设计方法，通常采用的静态设计方法没有考虑输送带的粘弹性问题，因而输送机的
9、起动与制动过程中会在输送带中产生冲击波，冲击波引起的输送带动张力要比正常运行的最大张力大10多倍，它直接关系着输送带的强度、接头强度、滚筒、传动装置和联接件的设计强度，然而研究可控的起动装置和制动装置来减小动张力便成为动态设计的根本所在。常用带式输送机类型与特点带式输送机的种类很多，常用的主要有以下几种： （一）通用带式输送机（DT） 通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点式托辊安装在固定的机架上，由型钢做成的机架固定在底板或地基上，整个机身成刚性结构。因此，它广泛用于要求设备服务年限长，地基平整稳定的场合。例如，煤矿地面生产系统、洗煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生长地点。该种输
10、送机应用十分普遍，现已形成系列产品如TD62、TD75、DT等。 （二）钢绳芯带式输送机 钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此，它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低易造成纵向撕裂。在大型矿井的主要平巷、斜井和地面生产系统往往会遇到大运量、长距离情况，如果采用普通型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数多，因而带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉媒比重上升以及维
11、护人员增多等后果。采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。该种带式输送机已经定型成DX系列。（三）吊挂式带式输送机 吊挂式带式输送机是一种将其机架用钢丝绳或铁链吊挂在顶板上的带式输送机。机架可以采用钢丝绳或型钢材，托辊组可以是铰接或固定支承。它通常用于底板或地基起伏不稳定，服务时间较短的场合。如煤矿井下采区上、下山，顺槽和集中运输巷。（四）可伸缩带式输送机 可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。（五）移动带式输送机（DY）移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机。按移动的方式不同又可分为移动式
12、与携带式带式输送机。前者是靠轮子、履带或滑撬移动的带式输送机；后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送机。主要用作短距离输送或转载。如煤场、码头、仓库等场所。（六）弯曲带式输送机弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。该种输送机适用于煤矿井下弯曲巷道和地面越野输送。（七）线摩擦带式输送机在带式输送机（在此称之为主机）某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机（称之为辅机），主带借助重力或弹性力压在辅机的带子（辅带）上，辅带可以通过摩擦力驱动主带，这样主带张力便可以大大降低而实现低强度带完成长距离或大运量输送。（八）大倾角带式输送机普通带式输送机的输送倾角超过临界角
13、度时，物料将沿输送带下滑。各种物料所允许的最大上运倾角见表1。大倾角带式输送机可以减小输送距离、降低巷道开拓量，减少设备投资。在露天矿它可以直接安装在非工作边坡，节省大量土方工程和投资。表1 带式输送机的最大倾角物料名称最大倾角物料名称最大倾角块煤18湿精矿20原煤20干精矿18谷物18筛分后石灰石12025mm焦炭18干砂15030mm焦炭20湿砂230350mm焦炭16盐200120mm矿石18水泥20060mm矿石20块状干粘土15184080mm油母页岩18粉状干粘土22干松泥土20 （九）钢绳牵引带式输送机 钢绳牵引带式输送机从1951年起在英语国家得到应用。它的优点在于牵引体与承载
14、体是分开的，可以跨越长距离和大高差。但缺点是输送带成槽性差，影响输送截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用高。因此，国外一些国家不提倡使用。我国自1967年起在煤矿开始使用，但总体用量不高。根据研究表明，当输送量超过500t/h，运距超过25km时，钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将少于钢绳芯带式输送机，即运距越长越有利。 （十）圆管式带式输送机 圆管式带式输送机是用托辊把输送带逼成管形，物料形成封闭运输，减少了环境污染，并能任意转变和提高输送倾角。它适用于有环保要求或物料不受外界环境影响的场合，如水泥、粉媒、谷物等物料的输送。 （十一）钢带输送机（DG） 钢带输送机的输送带是一薄的挠
15、性钢带。其耐热性比常规输送带好得多，因此它已在食品工业中得到应用。但钢带的成槽性差，滚筒传递扭距很有限，因而不适用于长距离输送。 （十二）网带输送机（DW） 网带输送机的输送带是一挠性网带，在技术性能上与钢带输送机相似，主要用于轻工业和有特殊要求的场合二 、课程设计的目的、要求及具体任务课程设计的目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或
16、试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。2、培养学生搜索、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍一集编写技术文件的能力、提高计算、绘图等基本能力。3、培养学生掌握机电产品设计的一半程序和方法，进行工程师基本素质的训练。4、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。课程设计的基本要求1） 方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、总体设计：针对具体的原理方案，通过对动力和总体参数的选择和计算，进行总体设计，最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图。2）根据控制功能要求，完成电气控制设计，给出电气控制电路原理图。3）课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书和所绘制的设计图纸上，每个学生应独立
17、完成课程设计说明书一份，字数5000字以上，设计图纸不少于两张。4） 用计算机绘图或手工绘图，打印说明书。5）设计选题分组进行，每位同学采用不同方案独立完成。课程设计的具体任务1）题目： 平带式输送机的设计2）方案选择：电机驱动方式：步进电机机械传动方式：同步皮带电气控制方式：单片机控制功能控制要求：速度控制主要设计参数：工作行程 ：第一段行程100mm,速度0.1 m/s第二段行程400mm，速度0.2m/s负载质量：100kg三、机械部分设计3.1带式输送机的设计计算1）带宽的确定件料输送输送件料时，带宽应比货件的横向尺寸大50-100mm，货件对输送带的比压应小于5KPA，带速一般取1.
18、5m/s以下。输送能力 : Q=3.6*(Gv/a) (t/h)式中 G-货件单件质量，kg;a-件料间距（含自身长度），m；v-带速，m/s 。由已知可知 G=100kg a=0.5m v=0.2m/s可知 带宽L=500 mm 带速v=0.2m/s 输送能力Q= 144 t/h2）输送带的选用带宽b=500mm抗拉体材料：尼龙帆布型号：NN-100每层扯断强度每层厚度每层重量m=1.023）输送机总阻力的计算1、选择平行上托辊形式,普通辊子D=89mmL=600mm轴承型号：旋转部分质量4.78kg2、选择传动滚筒（胶面）许用转矩M=许用合力F=49KnD=500mm轴承型号：1316转动
19、惯量J=6kg3、计算总阻力上托辊旋转部分每米质量一组上托辊中辊子个数查表得查表得上托辊间距离下托辊旋转部分每米质量一组下托辊中辊子个数查表得查表得上托辊间距离货载每米质量q=C查表得：C=8带式输送机长度：L=1800mm查表得模拟摩擦系数f=0.02重力加速度g=9.81查表得输送带每米质量=5.02倾角求得 Fu=611.44N4）带式输送机功率的计算传动效率=0.136 KW5）输送带的最大张力F1查表得传动滚筒与橡胶带间摩擦系数0.4橡胶带在滚筒上围包角F1=963.02 N6）输送带的强度（输送带层数）Z安全系数n=10Z=1.9 取 2所以选用四层强度合适7）滚筒转速的计算n=n
20、=7.64 r/min3.2传动功率的计算1） 传动轴功率（）计算传动滚筒轴功率（） 2） 电动机功率计算电动机功率 式中传动效率，一般在0.850.95之间选取；联轴器效率；每个机械式联轴器效率：=0.98减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.为0.98计算；二级减速机：=0.980.98=0.96 -同步皮带的传递的功率=0.9电压降系数，一般取0.900.95。根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。可知=0.136 KW=0.169 kw3.3 电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低500r/min，因为功率一定时，电动机的转速
21、低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计选电动机型号为: 型号90BF001，相数：4，步距角：0.903.4减速器的选用设电机的转速为875 r/min总传动比,取减速器传动比i1=40, 则同步带传动比i=2.85一般一级减速器传动比小于8，二级传动比一般为8-40，可根据计算，选择合适的传动比，然后选择减速器。选择运输机械用减速器DCY450型DCY450型减速器传动比为40 ，中心距230 mm3.5同步皮带的设计计算初始条件传动功率P为：0.14(kW)主动轴转速n1为：21.78(r/min)从动轴转速n2为：7.64(r/mi
22、n)传动比i：2.85序号计算项目符号单位计算公式和参数选定结果1设计功率P0KWP0=KAp P传递的功率KA载荷修正系数，查表14.1.55KA =1.60.222选定带型节距pbmm根据P0和n1由梯形齿同步带选型图选取H型3小带轮齿数z1Z1=Zmin带速V和安装尺寸允许时，Z应取较小的值184小带轮节圆直径d1mm725大带轮齿数Z2546大带轮节圆直径d2mm1977带速vm/s0.098初定轴间距a0mm0.7(d1+d2)=a0=2(d1+ d2)3009节线长Lpmm初定节线长：根据表“梯形齿同步带的节线长和极限偏差”选取838.210带齿数Z6611实际中心距amm286.
23、112啮合齿数zm813基本额定功率P0KW基本额定功率为各带型基准宽度bs0的额定功率查表为bs0=76.2 mm-宽度为bs0的带的许用工作力查表为=2100。85 Nm-宽度为bs0的带的单位长度的质量（kg/m）查表为 m=0.4480.1914啮合齿数系数KZ时，Kz=1时，Kz=1-0.2（6-Zm）115要求带宽bsmm应按表“梯形齿同步带宽度系列”选取标准值85.6616作用在轴上的力FrN2444.44带的工作能力验算-H同步带许用拉力型同步带单位长度质量宽度系数，所以带的功率为此带合格（）作用在轴上的载荷3.6轴的设计计算大带轮的设计（1）计算作用在带轮上的力转矩： 圆周力
24、：由于大带轮有54个齿，所以槽半角： 径向力：法向力：（2）初步计算轴的直径选取45号钢作为轴的材料，调质处理计算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响，取A=1153.7轴的结构设计直接把大带轮安装在轴上，由于带的实际宽度为101.6mm,查机械手册，选无挡圈带轮，带轮宽度为101.6mm,由于带轮距输送机轴约50mm，伸长段设计为两段，第一段长l=55mm,直径，第二段，选M36的螺母与弹簧垫片防止大带轮的轴向窜动，为了便于轴向定位，安装大带轮的轴毂应比带轮长度短14mm,长40.9mm,用于轴向定位的螺纹根据螺母和垫片选取，长49.0mm,小带轮的设计计算作用在小带轮轴上的力转矩：圆周力
25、：由于小带轮由16个齿，所以槽半径角：径向力：法向力：(2)初步计算轴的直径选取45号钢作为轴的材料，调质处理计算轴的最小直径并加大3%以考虑键的影响，查机械设计，取A=115则（3）轴的结构设计把小带轮直接安装在减速器的输出轴上，由于带的实际宽度为38.1mm，查机械设计手册，选无挡圈的带轮，宽43.9mm,使带轮距减速器端盖50mm,伸长段设计为两段，第一段：第二段：选M30的螺母和弹簧垫片，3.8键的结构设计和校核用于连接减速器输出轴与带轮，选平键，查机械设计手册，根据轴的直径为30mm, 查键标准，得到键截面尺寸：b=8mm, l=28mm,h=7mm用于连接滚筒输出轴与带轮，选平键，
26、查机械设计手册，根据轴的直径为36mm, 查键标准，得到键截面尺寸： b=10mm l=36mm h=8mm六、键的校核减速器输出轴键，该键材料选45钢，许用压强耐磨条件： 该键合格 d轴径 mm h-键的高度 l-键的工作长度 p-许用压强,钢：p=50滚筒输入轴键，该键材料选45钢，许用压强耐磨条件： 该键合格 d轴径 mm h-键的高度 l-键的工作长度 p-许用压强,钢：p=503.9联轴器的选择联轴器是机械传动中常用的部件。它用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响
27、等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。根据对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能），联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。刚性联轴器这类联轴器有套筒式、夹壳式和凸缘式等。凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器联成一体，以传递运动和转矩。凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢，重载时或圆周速度大于30m/s时应用铸钢或碳钢。由于凸缘联轴器属于刚
28、性联轴器，对所联两轴的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中性的要求很高。当两轴有相对位移存在时，就会在机件内引起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。但由于构造简单、成本低、可传递较大转矩，故当转速低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好时亦常采用。挠性联轴器（1）无弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因具有挠性，故可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。常用的有以下几种：1）十字滑块联轴器十字滑块联轴器由两国在端面上开有凹槽的半联轴器和一个两面带有凸牙的中间盘所组成。因凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移。这种联轴器零件的材料可用45钢，工作表面须进行热处理，以提高
29、其硬度；要求较低时也可用Q275钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转动，故主动轴与从动轴的角速度应相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时，中间盘就会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。这种联轴器一般用于转速,轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。效率，这里为摩擦系数，一般取为0.120.25；为两轴间径向位移量，单位为；为轴径，单位为。2）滑块联轴器这种联轴器与十字滑块联轴器相似，只是两边半联轴器上的沟槽很宽，并把原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块，且通常用夹布胶木
30、制成。由于中间滑块的质量减小，又具有较高的极限转速。中间滑块也可用尼龙6制成，并在配制时加入少量的石墨或二硫化钼，以便在使用时可以自行润滑。这种联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。3)十字轴式万向联轴器这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角（夹角最大可达），而且在机器运转时，夹角发生改变仍可正常传动；但当过大时，传动效率会显著降低。这种联轴器的缺点是：当主动轴角速度为常数时，从动轴的角速度并不是常数，而是在一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，常将十字轴式万向联轴器成队使用。这种联轴器结构紧凑，维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统
31、中。小型十字轴式万向联轴器已标准化，设计时可按标准选用。4）齿式联轴器这种联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高；但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛使用。5）滚子链联轴器滚子链联轴器的特点是结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，维修容易、价廉并具有一定的补偿性能和缓冲性能，但因链条的套筒与其相配件间存在间隙，不宜用于逆向传动、起动频繁或立轴传动。同时由于受离心力影响也不宜用于高速传动。（2）有弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储存的能量愈多，则联轴器的缓冲能力愈强；弹性元件的弹性滞后性能与
32、弹性变形时零件间的摩擦功愈大，则联轴器的减振能力愈好。1）弹性套柱销联轴器这种联轴器的构造与凸缘联轴器相似，只是套有弹性套的柱销代替了联接螺栓。因为通过蛹状的弹性套传递转矩，故可缓冲减振。这种联轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。他适用于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中小转矩的轴。2）弹性柱销联轴器这种联轴器与弹性套柱销联轴器很相似，但传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，也有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合。3）梅花形弹性联轴器这种联轴器的半
33、联轴器与轴的配合孔可作成圆柱形或圆锥形。装配联轴器时将梅花形弹性件的花瓣部分夹紧在两半联轴器端面凸齿交错插进所形成的齿侧空间，以便在联轴器工作时起到缓冲减振的作用。梅花形弹性联轴器的结构图如下：在本次设计中我选择的是TL型弹性套柱销联轴器如下图所示3.10轴承的选择滚动轴承使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速度下承载能力较高。与滑动轴承比较，滚动轴承的径向尺寸较大，减振能力较差，高速时寿命低，声响较大。滚动轴承的优点和缺点优点1、摩擦力小，功率消耗小，机械效率高，易起动。 2、尺寸标准化，具有互换性，便于安装拆卸，维修方便。 3、结构紧凑，重量轻，轴向尺寸更为缩小。 4、精度高，转速高
34、，磨损小，使用寿命长。 5、部分轴承具有自动调心的性能。 6、适用于大批量生产，质量稳定可靠，生产效率高。 缺点1、噪音大。 2、轴承座的结构比较复杂。 3、成本较高。球轴承适于承受轻载荷，滚子轴承适于承受重载荷及冲击载荷。当滚动轴承受纯轴向载荷时，一般选用推力轴承；当滚动轴承受纯径向载荷时，一般选用短圆柱滚子轴承；当滚动轴承受纯径向载荷的同时，还有不大的轴向载荷时，可选用深沟球轴承、圆锥滚子轴承及调心球或调心滚子轴承；当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承及圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起，这在极高轴向载荷或特别要求有较大轴向刚性时尤为适合。本次设计中我选择的是圆
35、锥滚子轴承 30000型 02系列 轴承代号30302如图所示四、电气部分设计4.1电气控制系统设计的基本原则和设计步骤1、设计的基本原则在电气控制系统的设计过程中，应遵循以下几个原则：1) 最大限度满足机床和工艺对电气控制的要求；2) 在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济和实用，不宜盲目追求自动化和高性能指标；3) 妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、机械电气结构的复杂性和使用维护等方面协调处理好二者的关系；4) 把电气系统的安全性和可靠性放在首位，确保使用安全、可靠。5) 合理的选用电器元件。2、设计步骤1) 分
36、析被控对象并提出控制要求详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。2) 确定输入/输出设备根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按钮、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与单片机有关的输入/输出设备，从而可以正确地使用单片机。3）选择单片机单片机造价低廉，实用性经济性好，1、芯片虽小，五脏俱全，是单片机主要特点之一。其内部设有程序存储器、数据存储器、各种接口电路。而大型的处理器运算速度较高，运算器位数较多，处理能力较
37、强，但需要在外部配置接口电路。2、单片机主频一般在100MHZ以下，适合用于独立工作的小型产品之中，引脚数量从几个到百余个。3、应用简单、灵活，可用汇编语言及C语言开发单片机产品。根据设计的实际情况，我选择了80CC51单片机4.2步进电机驱动器的选择步进电机专用芯片的选择：在选择电机时，因为考虑到伺服系统的关系，使用与其配套的PMM8713。PMM8713是单片CMOS芯片，用于控制三相和四相步进电机PMM8723 是表面安装器件，用于控制二相步进电机，是PMM8713的简化设计，价格低于PMM8713PMM8714是单片CMOS芯片，用于控制五相步进电机对于PMM8713，它的基本规格如下
38、：控制步进电机工作方式：4相输出1相励，2相励磁，1-2相励磁。 3相输出1相励，2相励磁，1-2相励磁1） 电源电压范围 ：2） 输出电流 ：源极或漏极输出电流最小为20mA3） 抗干扰能力强 ：所有输入端内部都设置施密特电路4） 两种类型脉冲输入方式 1）2输入端（CW和CCW输入方式） 2）1输入端一切换端（CK和U/D输入方式）6）有励磁监视 ： PMM8713的E脚输出可说明控制器的工作方式PMM8713的管脚功能如下：管脚编号符号 功能管脚编号符号功能1输入脉冲 Up时钟9复位2输入脉冲 DOWN 时钟103输入时钟114U/D方向切0-反转1-正转125励磁方式切换控制13614
39、励磁监视73,4相选择15输入脉冲监视80V (地)16电源（+4-+18V）PMM8713的其他相关参数参见参考书及相关手册4.3控制电路设计8051单片机P1.0A相驱动B相驱动C相驱动D相驱动步进脉冲5v3456130121110PMM871334.4程序流程图启动单片机控制定时器1输出脉冲给步进电机定时器2中断未中断单片机控制定时器1输出脉冲给步进电机电动机使输送机以0.1m/s速度运行电动机使输送机以0.2m/s速度运行4.5程序计算定时器法利用定时器进行工作。为了产生上图所示的步进脉冲，要根据给定的脉冲频率和单片机的机器周期来计算定时常数，这个定时常数决定了定时时间。当定时时间到而
40、使定时器产生溢出时发生中断，再中断程序中进行改变P1.0电平状态的操作，这样就 可以得到一个给定频率的方波输出，改变定时常数，就可以改变方波的频率，从而实现调速。程序计算四相步进电机 步距角为0.9度 则旋转一圈需要的脉冲数为 360/0.9=400 个如果要使输送带速度为0.2m/s则电机转速为875 r/min=14.6 r/s那么每秒所需脉冲为 14.6X400=583 个则脉冲间隔为1/583 s80c51单片机的晶振频率为12MHZ则定时器输入为 TH=19H TL=4DH如果要是输送带的速度为0.1 m/s则定时器输入为 TH=12h TL=9AH若使输送带在前100mm速度为0.
41、1m/s后400 mm为0.2m/s则需要启用定时器1 ，时间间隔为1m s则定时器1需要输入为TH=1cH TL=18H则需要1000*1ms=1s4.6程序设计ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP Timer0InterruptSTART: MOV SP,#60H LCALL InitTimer0LOOP:AA: CPL P1.0 改变P1.0电平状态PUSH ACC 累加器A进栈PUSH PSW CLR CCLR TRO 停定时器MOV A,TL0 取TL0当前值 ADD A,#08H 加8个机器周期 ADD A,19H 加定时常数（低8位）MOV TL
42、0，A 重装定时常数（低8位）MOV A,TH0 取TH0当前值ADDC A,4dH 加定时常数（高八位）MOV TH0，A 重装定时常数（高八位）SETB TR0 开定时器POP PSWPOP ACC RETI 返回LJMP LOOPInitTimer0: MOV TMOD,#01H MOV TH0,#1CH MOV TL0,#18H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 RETTimer0Interrupt: PUSH DPH PUSH DPL PUSH ACC MOV TH0,#1CH MOV TL0,#18H AA: CPL P1.0 PUSH ACC PUSH PSW CLR CCLR TRO MOV A,TL0 ADD A,#08
