机电一体化课程设计
机电一体化技术课程设计
机电一体化技术课程设计引言机电一体化技术是一种新兴的技术，已经得到广泛的应用。
机电一体化技术能够有效解决机械工程的自动化问题，并且有效降低了生产成本。
在当前工业中，机电一体化技术已经成为了制造业的基础。
本文将详细介绍机电一体化技术的课程设计。
课程目标本课程设计旨在培养学生对机电一体化技术的理解，学生在本课程中将会了解机电一体化技术的原理、应用、以及实现方法。
此外，本课程还旨在培养学生解决机械制造过程中自动化问题的能力，以及掌握机电一体化控制系统的设计、实现、和维护技术。
课程内容第一部分：机电一体化技术原理本部分将会介绍机电一体化技术的原理，包括机电一体化系统的构成、自动化技术、传感器和执行器、以及机电一体化系统的硬件和软件架构等等。
学生需要掌握机电一体化技术的原理，以及机电一体化系统的构成和工作原理。
第二部分：机电一体化技术应用本部分将会介绍机电一体化技术的应用，包括机床、自动化生产线、以及工业机器人等等。
学生需要掌握机电一体化技术在实际应用中的情况。
第三部分：机电一体化控制系统本部分将会介绍机电一体化控制系统的设计、实现、和维护技术。
学生需要掌握机电一体化控制系统的设计方法、控制方法、软件和硬件平台等等。
课程作业学生将会数次完成小组课程作业。
学生需要组成小组，根据实际问题设计和实现机电一体化控制系统，例如控制一台简单的继电器控制电机的系统，或者控制一台工业机器人的系统，或者控制一条自动化生产线的系统等等。
期末项目学生将会在本学期结束时完成期末项目。
学生可以自选实现一个机电一体化控制系统，包括问题定义、方案设计、系统实现、以及系统测试和优化等等。
课程评估学生的评估将会根据学生在课堂作业和期末项目中的表现来评估。
学生需要达到一定的水平才能获得课程学分，在学生的评估中学生的主动学习和创造性的应用将会得到充分的认可。
结论本文介绍了机电一体化技术的课程设计内容和评估方式。
希望通过本课程的学习，学生将能够掌握机电一体化技术的原理、应用和控制系统的设计、实现、和维护技术，为未来从事机械工程、控制工程和自动化工程等等方面的研究和应用奠定基础。
机电一体化课程设计
机电一体化课程设计设计目的本课程旨在帮助学生全面了解机电一体化技术的基本概念、原理和应用，培养学生的跨学科综合能力，提高学生的实际动手能力和解决实际问题的能力。
教学目标•了解机电一体化技术的基本概念和原理•掌握机电一体化技术在工程实践中的应用•培养学生的动手能力和实际问题解决能力•提高学生的团队合作能力和跨学科综合能力教学内容1.机电一体化技术概述2.传感器与执行器3.控制系统与自动化4.机械设计与制造5.电气与电子技术6.机电一体化系统集成与应用教学方法•理论讲授结合实例分析•教师和学生参与讨论•实验操作与实践综合•项目实战案例分析教学评估•学生课堂表现及作业考核•期中期末综合考核•课程设计和项目实战评比实验与实践1.传感器与执行器实验2.控制系统与自动化实验3.机械设计与制造实践4.电气与电子技术实验5.机电一体化系统集成与应用项目实战资源支持•实验室设备和工具支持•外部企业合作支持•教学资料和参考书籍支持教学团队•主讲教师：机电一体化专业教师•实验指导教师：相关实验室实验指导老师•项目实战指导老师：相关工程项目经验丰富的老师•《机电一体化技术导论》•《机电一体化系统集成与应用》•相关学术论文和案例分析以上是机电一体化课程设计的详细方案，希望能对您的参考有所帮助。
特殊应用场合一：智能家居增加条款•增加智能家居技术的介绍和应用范围•增加智能家居系统的结构和组成•增加智能家居系统的集成及核心技术介绍•增加智能家居系统的特别注意事项，如数据安全等相关问题及注意事项•数据安全问题，需要采用加密算法保障，如AES加密算法；•协议转换问题，各智能设备采用不同的通信协议，需要根据实际情况进行转换；•语音识别准确性问题，需要进行多场景训练，提高识别准确性；•技术更新换代问题，智能家居技术日新月异，需定期更新技术和设备。
特殊应用场合二：智能物流增加条款•增加智能物流技术的介绍和应用范围•增加智能物流系统的结构和组成•增加智能物流系统的集成及核心技术介绍•增加智能物流系统的特别注意事项，如物流路径规划等相关问题及注意事项•物流路径规划问题，需要考虑路程、道路状况、货物重量等多个因素进行求解；•智能识别问题，需要采用深度学习等技术，实现对货物的自动识别和分类；•跨地区协调问题，需要建立覆盖全国的智能物流网络，实现各地区之间物流的快速协调；•安全问题，智能物流系统涉及大量的物资财产和数据信息，需要采用多层安全保障机制，如认证、加密、监控等措施。
机电一体化设计基础课程设计 (2)
机电一体化设计基础课程设计一、前言随着科技的发展，机电一体化技术逐渐成为了现代工业生产的重要组成部分。
而机电一体化设计作为机电一体化技术的核心，尤其是在工业制造领域具有广泛的应用前景。
为此，设计工程教育不断加强对机电一体化设计的教育培养，而本次的机电一体化设计基础课程设计就是为此而产生的。
二、课程目标本次机电一体化设计基础课程设计的主要目标是：让学生能够了解机电一体化设计的概念和基础知识，能够掌握机电一体化设计的理论和实践基础，以及能够运用所学知识进行机电一体化设计的实践能力。
三、课程内容本次机电一体化设计基础课程设计的主要内容涵盖以下方面：1.机电一体化概述•机电一体化技术发展历程•机电一体化概念与定义•机电一体化技术的应用领域2.机电一体化设计基础•机械设计基础知识•电气基础知识•自动控制基础知识3.机电一体化设计方法•机电一体化设计流程•功能分析•模块化设计•参数选定与计算•三维建模和数字化仿真4.机电一体化实践•物理实验：制作机械装置原型，并进行调试和优化•软件实验：使用CAD软件进行3D建模和数字化仿真•项目实践：围绕特定场景进行机电一体化设计四、课程设计案例以下是一个简单的针对学生进行机电一体化设计基础培养的课程设计案例：课程设计名称：自动售货机的机电一体化设计课程设计概述：在本课程设计中，我们将拟定一个自动售货机的项目计划，通过对自动售货机的需求分析、结构分析、参数计算以及模块化设计等过程的学习，最终完成一个具有实用价值的自动售货机模型。
课程设计流程：1.理解自动售货机的本质需求和基本原理，制定设计要求和任务。
2.进行需求分析，确定自动售货机的整体结构和各模块之间的关系。
3.进行功能分析，确定自动售货机所需功能模块。
4.进行模块化设计，对各功能模块进行设计和计算，确定模块参数和接口规范。
5.进行数字化建模和自动控制仿真，对模型进行验证和优化。
6.制作自动售货机的装置原型，并进行调试和测试。
大二机电一体化课程设计
大二机电一体化课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在通过学习，使学生掌握机电一体化的基本概念、原理和应用，提高学生的理论水平和实践能力。
具体包括以下三个方面：1.知识目标：学生能够理解机电一体化的基本原理，掌握常用的机电一体化设备和系统的组成、工作原理和应用场合。
2.技能目标：学生能够运用所学知识分析和解决实际问题，具备一定的机电一体化设备安装、调试和维护能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识机电一体化技术在现代工业中的重要地位，培养对机电一体化技术的兴趣和热情，提高学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容教学内容主要包括机电一体化的基本概念、原理和应用，以及常用的机电一体化设备和系统的组成、工作原理和应用场合。
具体包括以下几个方面：1.机电一体化的基本概念和原理：包括机电一体化的定义、发展历程、基本原理和分类。
2.机电一体化设备的组成和应用：包括传感器、执行器、控制器等基本组成部分，以及它们在实际应用中的作用和配合。
3.机电一体化系统的设计和分析方法：包括系统的设计原则、设计步骤和分析方法。
4.常用的机电一体化设备和系统：包括数控机床、机器人、PLC控制系统等设备的组成、工作原理和应用场合。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括以下几种：1.讲授法：通过讲解基本概念、原理和应用，使学生掌握机电一体化的基本知识。
2.案例分析法：通过分析具体的机电一体化设备和系统案例，使学生了解实际应用中的机电一体化技术。
3.实验法：通过实验操作，使学生掌握机电一体化设备的安装、调试和维护方法。
4.讨论法：通过分组讨论，激发学生的思考，培养学生的创新意识和团队合作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《机电一体化技术》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，以便学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，以丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，通过本次课程设计，旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用，培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说，课程设计的目的包括以下几个方面：1、加深对机电一体化系统概念的理解，掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力，包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统，具体要求如下：1、确定系统的功能和性能指标，包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计，包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计，绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件，并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序，实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化，确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究，确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动，抓取和搬运一定重量的物料，并放置到指定位置。
2、总体方案设计（1）机械结构采用轮式移动平台，通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构，由三个自由度组成，分别实现手臂的伸缩、升降和旋转，通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪，通过气缸控制夹爪的开合。
（2）驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机，通过减速器与轮子连接，以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机，舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源，通过电磁阀控制气缸的动作。
机电一体化系统设计课程设计
机电一体化系统设计课程设计一、课程概述1.1课程背景1.2课程目标1.3课程内容1.4教学方法1.5考核方式二、课程背景2.1机电一体化系统概述2.2机电一体化系统在工业生产中的应用2.3机电一体化系统在日常生活中的应用2.4机电一体化系统的发展趋势三、课程目标3.1了解机电一体化系统的基本概念和原理3.2掌握机电一体化系统的设计方法3.3能够应用机电一体化系统解决实际问题3.4培养学生的团队合作能力和创新能力四、课程内容4.1机电一体化系统的基本概念和原理4.1.1机电一体化系统的定义4.1.2机电一体化系统的组成4.1.3机电一体化系统的工作原理4.2机电一体化系统的设计方法4.2.1机电一体化系统的需求分析4.2.2机电一体化系统的结构设计4.2.3机电一体化系统的控制设计4.2.4机电一体化系统的传感器和执行机构设计4.3机电一体化系统的应用案例分析4.3.1工业生产中的机电一体化系统应用4.3.2日常生活中的机电一体化系统应用4.4机电一体化系统的实验设计4.4.1机电一体化系统实验的设计原则4.4.2机电一体化系统实验的搭建方法4.4.3机电一体化系统实验的数据分析五、教学方法5.1理论教学5.1.1讲授5.1.2讨论5.1.3案例分析5.2实践教学5.2.1实验教学5.2.2项目设计5.3网络教学5.3.1在线课程5.3.2远程协作六、考核方式6.1平时表现6.2实验报告6.3课堂讨论6.4期末考试6.5项目设计成果七、机电一体化系统设计课程的意义与发展7.1对于学生的意义7.1.1增强对机电一体化系统的理解7.1.2培养创新能力和团队合作能力7.1.3提升就业竞争力7.2对于专业发展的意义7.2.1推动机电一体化系统相关课程的设置7.2.2加强学校与企业的合作7.2.3增强学校在机电领域的影响力7.3机电一体化系统设计课程的未来发展7.3.1结合人工智能和大数据技术7.3.2强化实践教学和创新创业教育八、结语8.1总结课程设计的重点8.2展望机电一体化系统设计课程的未来发展以上就是机电一体化系统设计课程设计的内容，通过对课程背景、目标、内容、教学方法和考核方式的详细规划，可以有效地帮助学生掌握机电一体化系统的基本概念和设计方法，培养学生的实践能力和团队合作能力，提升学校在机电领域的影响力，推动机电一体化系统设计课程的发展。
机电一体化课程设计
机电一体化课程设计一、课程设计的背景和意义机电一体化是指机械工程和电气工程的融合，将机械和电气两个领域的知识与技术有机地结合起来，形成一种新的综合学科。
随着科技的快速发展，机电一体化在现代制造业中发挥着重要的作用。
因此，开设机电一体化课程既是适应时代发展的需要，也是培养学生综合能力的重要途径。
机电一体化课程的设计意义不仅在于培养学生的专业知识和技能，更重要的是培养学生的创新意识和实践能力。
通过实践课程设计，学生不仅能够熟悉机电一体化的基本理论和工程技术，还能够通过实践项目来锻炼解决实际问题的能力，培养学生的创新思维和团队合作精神。
二、课程设计的目标和要求机电一体化课程设计的目标是培养学生掌握机电一体化的基本理论和工程技术，具备独立开展机电系统的设计和实施能力。
具体要求如下：1.理论知识：学生应掌握机电一体化的基本原理、技术和方法，了解机电系统的设计和运行原理；2.技术能力：学生应具备使用相关软件和硬件工具进行机电系统设计、模拟和测试的能力；3.实践能力：学生应能够独立完成机电系统的设计和实施，并能解决实际工程中遇到的问题；4.创新能力：学生应具备独立思考和创新的能力，能够提出改进机电系统性能的方案。
三、课程设计的内容机电一体化课程设计的内容包括以下几个方面：1.理论学习：学生将学习机电一体化的基本原理和技术，了解机电系统的设计和运行原理。
包括机械工程基础知识、电气工程基础知识、自动控制理论等方面的内容；2.实践项目：学生将参与一项机电一体化实践项目，通过实际操作来巩固和应用所学的理论知识。
实践项目可以是机械组件的设计和制造、电气电子系统的集成与测试等；3.实验与测试：学生将进行一系列实验和测试，以验证机电系统的设计和运行效果。
实验可以包括传感器的选型和调试、电机控制系统的调试等；4.综合评估：学生将根据实践项目的完成情况、实验和测试的结果以及论文的撰写质量进行综合评估，以评判学生的课程设计水平和综合能力。
机电一体化系统设计课程设计课件
设计软件介绍
SolidWorks
三维机械设计软件，用于建立三维模型、进行运动分析和优化设计。
AutoCAD
二维绘图软件，用于绘制平面图、电路图和布局图等。
MATLAB/Simulink
仿真软件，用于系统建模、分析和优化。
LabVIEW
虚拟仪器软件，用于数据采集、处理和控制等。
设计经验分享
经验一
注重系统整体性
设计要求
明确课程设计的要求，包括技术指标、性能参数、安全性能等方 面。
设计优化
在设计过程中注重优化，提高系统的性能、稳定性和可靠性。
设计成果评价
评价标准
制定合理的评价标准，对设计成果进行评价 。
评价方法
采用多种评价方法，如专家评审、实验测试 等，确保评价结果的客观性和准确性。
反馈与改进
根据评价结果，及时反馈设计中的不足之处 ，并进行改进和完善。
01
课程设计任务与要 求
设计任务书解读
任务书内容
01
详细解读课程设计任务书，明确设计目标、要求、限制条件和
预期成果。
任务书分析
02
对任务书中的各项内容进行深入分析，理解设计的重点和难点
。
任务书实施计划
03
根据任务书要求，制定合理的设计实施计划，确保按时完成设
计任务。
设计要求与规范
设计规范
掌握机电一体化系统设计的基本规范和标准，确保设计符合行业 要求。
实时性、稳定性、可扩展性
传感检测系统设计
设计内容
传感器选型、信号处理电路、数据采 集与传
设计要点
准确性、可靠性、抗干扰能力
01
机电一体化系统设 计实践
设计案例分析
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一、总体方案设计1.1 设计任务（1）题目CA6140车床X轴进给系统的机电一体化改造（2）机械部分给定参数A．横向运动部件总质量：100kgB．进给速度：快进2240mm/min工进400mm/minC．主切削力：Fz 1400ND．步进电动机的步进脉冲当量：0.005mm/脉冲E．工作台导轨采用原导轨（3）微机控制系统给定参数A．RAM全译码地址范围：4000H—5FFFHB．ROM全译码地址范围：0000H—1FFFHC. 控制步进电机的脉冲分配方式：硬环分D．驱动步进电机的功率放大方式：单电压E．键盘显示器接口方式: 8279芯片1.2 总体方案的确定(1)系统的运动方式与伺服系统由于工件在移动过程中没有进行切削，故应用点位空控制系统。
定位方式采用增量坐标控制。
位了简化结构，减低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动工作台。
(2)计算机系统本设计采用了与MCS-51系列兼容的AT89S51单片机控制系统。
它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。
控制系统由微机部分、键盘、LED、I/O接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。
系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。
LED显示数控工作台的状态。
（3）传动链纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率（4）车床X、Z轴传动方式为了保证一定的传动精度和平稳性，有要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。
为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。
总体方案设计图如下图（2）所示：进给伺服系统总体方案方框图如图（3）所示：图（2）数控车床改造的总体方案示意图微机光电隔离光电隔离功率放大功率放大Z向步进电机步进电机X向床鞍及拖板中拖板图（3）经济性数控车床进给伺服系统方案框图二、机械系统设计2.1 设计参数横向运动部件的总质量：100Kg；快进速度：2240mm/min，工进速度：400mm/min；主切削力：1400N；步进电机的步进脉冲当量：0.005mm/脉冲；工作台导轨采用原导轨。
2.2 其他要求（1）原机床的主要结构布局基本不变，尽量减少改动量，以降低成本缩短改造周期。
（2）机械结构改装部分应注意装配的工艺性，考虑正确的装配顺序，保正安装、调试、拆卸方便，需经常调整的部位调整应方便。
进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括：确定脉冲当量、计算切削力2.3 滚珠丝杠螺母副的设计和计算滚珠丝杠的负荷包括车削力及运动部件的重量所引起的进给抗力。
应按车削时的情况计算。
(1)脉冲当量的确定选择脉冲当量为0.005mm/脉冲(2)切削力的计算给定主切削力Fc=1400N。
由经验公式Fc：Ff：Fp=1：0.35：0.4，算得横向进给切削力Ff=490N，Fp=560N。
(3)滚珠丝杠螺母副的计算1）工作载荷计算已知移动部件总重G=1000N，车削力Fc=1400，Ff=490N，Fp=560N。
根据Fz=Fc，Fy=Fp，Fx=Ff的对应关系，可得Fz=1400，Fx=490N，Fy=560N。
因为采用原导轨为燕尾槽导轨，查表3—29，取k=1.4，u=0.2，代入Fm=kFx+u(Fz+2Fy+G)，得Fm=1390N2）最大动载荷设机床在承受最大切削力的情况下以最快的进给速度v=400mm/min，初选丝杠导程Ph=6mm，则此时丝杠转速n=1000v/Ph=66.7r/min。
取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h，代入Lo=60nT/106，得寿命系数Lo=60。
3fwfHFm，查表3—30，取载荷系数fw=1.2，硬度系数fH=1，代入式FQ=√Lo得FQ=6531N。
3）初选型号根据计算出的最大动载荷，查表3—33，选择FL2505型滚珠丝杠。
其公称直径为25mm，基本导程为5mm，双螺母滚珠总圈数为3x2=6圈，精度等级取4级，额定动载荷为8.4kN，满足要求。
4）传动效率的计算将公称直径do=25mm，基本导程Ph=5mm，代入λ=arctan[Ph/(πdo)]，得丝杠螺旋升角λ=3.64°，将摩擦角φ=10’，代入η=tanλ/tan（λ+φ），得传动效率η=95.8%.（5）刚度的验算1）横向滚珠螺母副的支撑，采用一端固定，另一端简支的方式，固定采用一对推力球轴承，面对面安装。
丝杠加上接杆后，左右支撑的距离约为a=520；钢的弹性模量E=2.1x105 MPa；查表3—33，得滚珠丝杠直径Dw=3.5mm，算得丝杠底径d2=公称直径do-滚珠直径Dw=21.5mm，则丝杠横截面积S=πd22/4≈363m m2。
忽略式3—25中的第二项，算得丝杠在工作载荷Fm的作用下产生的拉压变形量δ1=Fm a/(ES)≈0.009482mm2）根据公式Z=（πdo/Dw）—3，求得单圈滚珠数目Z=20；该型号丝杠为双螺母，滚珠总圈数6，则滚珠总数量Z∑=20*6=120。
滚珠丝杠预紧时，取轴向预紧力Fyj=Fm/3≈463.3N。
则由式3—27，求得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量δ2=0.0013Fm/（10√DwFyj D w2/103）=0.000681mm。
3）将以上计算出的δ1和δ2代入δ=δ1+δ2，求得丝杠总的变形量（对应跨度650mm），δ总=0.010844mm=10.844um。
由表3—27知，4级精度滚珠丝杠任意300mm轴向行程的变动范围允许16um，而对于跨度为520mm的滚珠丝杠，总的变形量为10.844um，可见刚度足够。
（6）压杆稳定性的校核根据式3—28计算失稳时的临界载荷Fk。
查表3—34，取支撑系数fk=2；由丝杠底径d2=21.5mm，求得界面惯性矩I=πd24/64=10488.75m m4；压杆稳定安全系数取k=3（丝杠卧式水平安装）；滚动螺母至轴向固定处的距离a取最大值520mm。
代入式3—28，得临界载荷Fk=fkπ2EI/（K a2）=53597.5N,，远大于工作载荷Fm（1390N），故丝杠不会失稳。
综上所述，初选的滚珠丝杠副满足要求。
2.4 同步带减速器的设计为了满足脉冲当量的设计要求和增大转矩，同时也为了使传动系统的负载惯量尽可能地减小，传动链中长采用减速传动。
横向减速箱选用同步带传动。
CA6140车床纵向步进电机的最大静转矩通常在20Nm左右。
初选电机型号110BYG2502，二相混合式，最大静转矩为20Nm，八拍驱动时步距角0.9°(1)传动比i的确定已知电动机步进角ɑ=0.9°，脉冲当量δx=0.005mm/脉冲，滚珠丝杠导程Ph=5mm。
根据式（3—12）算得传动比i=ɑPh/(360°δ（2）主动轮最高转速n1 由横向床鞍的最快移动速度Vmax=2240mm/min ，可以计算出主动轮最高转速n1=（Vmax/δx ）x ɑ/360=1120r/min（3）确定带的设计功率Pd 预选的步进电机在转速n1时，对应的步进脉冲频率为fmax=1120x360/(60x ɑ)=7467Hz.从图6—4查得，当脉冲频率在7500Hz 时，电动机的输出转矩约为4N m •，对应的输出功率为Pout=nT/9.55≈469w 。
从表3—18中取工作情况系数Ka=1.2，则由式3—14，求得带的设计功率Pd=Ka P=1.2x469w=0.5628kw 。
（4）选择带型和节距Pb 根据带的设计功率Pd 和主动轮的最高转速，从图3—14中选择同步带，型号为L 型节距Pb=9.525mm 。
（5）确定小带轮齿数和小带轮节圆直径d1 取z1=16，则小带轮节圆直径d1=Pbz1/π=45.48。
当n1达到最高转速1120r/min 时，同步带的速度v=πd1 n160x1000=2.67m/s ，没有超过带的极限速度35m/s 。
（6）确定大带轮齿数z2和大带轮节圆直径d2 大带轮齿数z2=iz1=40，节圆直径d2=id1=114.2mm 。
（7）初选中心距a 0、带的长度L 0p 、带的齿数z b 初选中心距a 0=1.1（d1+d2）=175.65mm,圆整后取a 0=175.则带的节线长度为L 0p ≈2a 0+π2(d1+d2)+(d2−d1)24a 0=632.66mm.根据表3—13，选取接近的标准节线长度L p =635mm ，相应齿数z b =66.（8）计算实际中心距 实际中心距a ≈a 0+L p −L 0p 2 =176.17mm 。
（9）校验带与小带轮的啮合齿数z m z m =ent[z12-Pbz12π2a (z2-z1)]=6,满足要求。
（10）计算基准额定功率PoPo=（T a −mv 2）v 1000式中 Ta —带宽为b s0时的需用工作拉力，由表3-21查得Ta=244.46N m —带宽为b s0时的单位长度的质量，由表3—21查得m=0.095kg/m ； v —同步带的带速，由上述（5）可知v=2.67m/s 。
算得Po=0.65kw 。
（11）确定实际所需要同步带宽度b sb s ≥b s0（Pd KzPo ）1/1.14式中 b s0—选定型号的基准宽度，由表3—21查得b s0=25.4mm ； Kz —小带轮啮合齿数系数，由表3—22查得Kz=1。
由上式算得b s ≥22.39mm ，再根据表3—11选定带宽 b s =25.4mm（12）带的工作能力验算 根据式（3—22），计算同步带额定功率P 的精P=（K z K w T a —bs b s0mv 2）v x 10−3 式中 K w 为齿宽系数：K w =（b s b s0）1.14=1经计算的P=0.65kw 。
满足P ≥Pd ，因此，带的工作能力合格。
2.5 步进电机的计算和选型（1）计算加载步进电机上面转轴上的总转动惯量J eq已知：滚珠丝杠的公称直径d0=25mm ，总长（带接杆）550mm ，导程5mm ，材料密度ρ=7.85310-⨯3kg cm /；横向移动部件总重量G=1000N ；同步带减速箱大带轮宽度21.1mm ，节径114.2mm ，孔径20mm ，轮毂外径38mm ，宽度15mm ；小带轮宽度21.1mm ，孔径14mm ，轮毂外径24mm ，宽度10mm ；传动比i=2.5。
参照表4—1，可以计算各个零部件的转动惯量如下：1) 滚珠丝杠的转动惯量S J =28j m D =1.6562kg cm •2) 床鞍折算到丝杠的转动惯量W J =2()2h i P m π=0.6332kg cm • 3) 小带轮的转动惯量1Z J =0.7122kg cm •4) 大带轮的转动惯量2Z J =27.8542kg cm •5) 步进电机110BYG2502型号的转子转动惯量m J =152kg cm •则加在步进电机转轴上的总转动惯量为eq J =122()/z m z w S J J J J J i ++++=20.532kg cm •（2）计算加载步进电机转轴上的等效负载转矩eq T分快进空载和承受最大工作载荷两种情况计算。