ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

ЛИЗОГУБ В. А.

Учебно-методическое пособие для выполнения курсового проекта

по дисциплине “Конструирование мехатронных устройств”

по специальности 07.1800 “Мехатроника”

Москва 2004

УДК 621.9.06

Учебно-методическое пособие для выполнения курсового проекта по дисциплине “Конструирование мехатронных устройств” по специальности 07.1800 “Мехатроника”. В.А. Лизогуб; МГАПИ. Москва, 2004. 57 с.

Излагаются методические материалы по последовательности выполнения курсового проекта, а также содержание и правила оформления графической и методика выполнения расчётной части проекта. Приведены примеры графической части проекта.

Предназначено для студентов специальности 07.1800 «Мехатроника» для изучения дисциплины «Конструирование мехатронных устройств».

Подписано к печати 20.02.2004г. Формат 60*84.1/16

Объем 3,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №34

Ротапринт МГАПИ, 107996, г. Москва, ул. Стромынка 20.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введеие……………………………………………………………………………….

1. Предмет мехатроники……………………………………………………………….

2. Содержание и объем курсового проекта…………………………………………….

2.1. Содержание и объем графической части проекта…………………………………..

2.1.1. Чертеж общего вида………………………………………………………………...

2.1.2. Обозначения на чертеже………………………………………………………………

2.1.3. Спецификация………………………………………………………………………….

4. Упрощение на чертежах сборочных единиц………………………………………….

2.1.5. Содержание чертежа общего вида студенческого проекта…………………………

6. Чертежи деталей…………………………………………………………………………

7. Выполнение схем…………………………………………………………………………

1. Содержание и объем пояснительной записки…………………………………………

1. Общие положения по оформлению………………………………………………….

2. Построение текста…………………………….……………………………………….

2. Указания по методике выполнения расчетной части проекта……………………

3.1. Расчет режимов резания…..………………………………………………………….

3..2. Методика расчета кинематики электромеханического привода главного

движения станка с ЧПУ…………….………………………………………………

3.3. Методика расчета кинематики бесступенчатого привода подач станков с ЧПУ…..

3.3.1. Методика расчета кинематики привода с шаговым электродвигателем…………….

3.3.2. Методика расчета кинематики привода подач с вентильным электродвигателем….

3.3.3. Функциональная схема управления мехатронным объектом………………………..

3.3.4. Методика расчета и проектирования шпиндельного узла………………………….

3.3.5. Методика расчета направляющих…………………………………………………….

3.3.6. Методика расчета передачи винт-гайка привода подач………………..…………..

3.3.7. Расчет гидро-- (пневмо) привода……………………………………….…………..

4. Вопросы безопасности (БЖД) в курсовом проекте………………………………..

5. Технико-экономическое обоснование проекта……………………………………..

Список использованных источников……………………………………..…………

Приложения……..………………………………………………………….…………

ВВЕДЕНИЕ

Современная техника (оборудование машиностроительных и приборостроительных предприятий, металлорежущие станки, промышленные робота, автомобили, летательные аппараты, корабли, различные сложные приборы, военная и вычислительная техника) создаются на базе взаимопроникающего и взаимосвязанного сочетания механических, электрических, электронных, гидравлических, пневматических, биологических и других систем.

Каждый вид изделия содержит свои специфические мехатронные устройства, отличающиеся их конструкцией, технологией изготовления, назначением и условиями работы.

Непрерывно повышающиеся требования по производительности, точности и надёжности оборудования ставят перед разработчиками задачи создавать свои и применять новейшие результаты научно-исследовательских работ из различных областей знаний.

Данное методическое пособие содержит методику разработки отдельных узлов оборудования машиностроительного и приборостроительного производств, содержащих мехатронные устройства, на основе которых выполняется курсовой проект по дисциплине “Конструирование мехатронных устройств” включающее методики выполнения основных расчётов, необходимых для конструирования, методику выполнения и примеры графической части проекта и требования по оформлению и предназначено для студентов специальности 07.1800 “Мехатроника”.

1. Предмет мехатроники

Мехатронные устройства представляют собой взаимосочетание (взаимопроникновение) электро, гидро, пневмо-механической силовой системы, выполняющей рабочие функции, информационно-диагностической системы, дающей информацию о состоянии объекта или протекании рабочего процесса и системы с компьютерным управлением.

Государственный образовательные стандарт РФ утвердил в 2000 г по специальности 07.1800 “Мехатроника” следующую формулировку.

“Мехатроника – это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых модулей, систем, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями”.

Как всем хорошо известно детали автомобилей, летательных аппаратов, тракторов, сельхозтехнику, различных приборов, военной, вычислительной и другой техники изготавливают на металлорежущих станках. Следовательно качество и количество окружающей нас техники зависит прежде всего от качества и производительности станочного оборудования. Поэтому станкостроение и инструментальное производство должны развиваться опережающими темпами относительно всех остальных отраслей промышленности.

Одним из путей решения данной задачи это исследования, разработка и применение мехатронных систем и систем с искусственным интеллектом в станочных системах.

Образованная таким образом мехатронная технологическая система, включающая такие подсистемы, как станок, инструмент, технологическую оснастку, обрабатываемую заготовку, систему ЧПУ, связанные при осуществлении процесса резания, относится к категории сложных.

Мехатронные системы станочного оборудования, состоящие из мехатронных модулей, выполняют в технологическом процессе обработки деталей операции точного перемещения при поступательном или вращательном движениях, например, для перемещения столов и суппортов станков, поиска и смены инструмента, перемещения заготовок и деталей, контроля деталей, точного поворота шпинделя, перемещения для диагностики состояния инструмента, узлов станков и др.

Для повышения точности обработки каждой поверхности детали мехатронная система должна быть организована по схеме самонастраивающейся системы управления используя принципы построения системы с эталонной моделью.

В таких системах критерии самонастройки изменяются в зависимости от результатов сравнения получаемого и заданного показателя качества, в результате чего формируется дополнительный сигнал рассогласования, обеспечивающий достижение заданного показателя качества.

2. Содержание и объем курсового проекта

2.1 Содержание и объем графической части проекта

Курсовой проект посвящен разработке одного из основных узлов (модуля поступательного или вращательного движения), содержащих мехатронные устройства современного станочного оборудования (шпиндельная бабка, стол или суппорт с приводом подачи, инструментальный магазин с приводом, револьверная головка с приводом и др.).

Проект содержит чертеж общего вида проектируемого узла с разрезами, выполненными на стадии технического проекта по ГОСТ 2-118-73…2.120-73* и рабочий чертеж одной из деталей узла, указанной преподавателем, выполненный по ГОСТ 2.109-73* см. приложения.