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1、数控回转工作台设计摘 要本次毕业设计的题目是数控回转工作台设计。通过对数控回转工作台的设计，使大学生在步入社会之前，不仅能够设计出数控回转工作台，而且能够掌握机械设计的方法和步骤。本课题研究的主要内容包括：确定数控回转工作台的传动方案；驱动力计算及其他相关计算；零件设计与校核；零件图的绘制与三维模型建立；绘制装配图及运动仿真。对于数控回转工作台的设计，首先，进行总体方案设计，传动方案采用齿轮传动和蜗杆传动；然后进行各零件的设计与校核，蜗杆与轴采用整体式结构；蜗轮与工作台采用螺钉连接；工作台的平衡通过止推轴承来保证；箱体由箱座、箱盖和顶盖组成，其中箱体上设计了圆台和加强筋；最后，对各零件进行装配
2、。数控机床的圆周进给由回转工作台完成，回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲面等。回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围。目前，数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床。随着数控技术的应用越来越广泛，数控回转工作台的应用已成为历史的必然。关键词：数控回转工作台；齿轮；蜗杆；箱体；建模Design of NC rotary worktable AbstractThe graduation project is the subject of design of CNC rotary worktable. NC rotary table on the des
3、ign, so that before the students entered the community, not only to design a CNC rotary worktable, and can master the mechanical design of the methods and procedures. The main content of this research include: determining the transmission scheme of CNC rotary worktable; driving force calculation and
4、 other calculations; part design and verification; part and three-dimensional mapping model; assembly drawing and motion simulation.NC rotary worktable for the design, first of all, the overall design, use of transmission scheme and worm gear drive; then each part of the design and verification, the
5、 whole worm and shaft structure; worm screw connection with the worktable; Balance worktable by thrust bearings to ensure; box from the box seat, lid and cover, of which the box on the design of the round table and strengthen the tendons; Finally, the parts for assembly.The circumference of CNC rota
6、ry worktable by the completion of the feed, rotary worktable with X, Y, Z three axis coordinates to be processed into a variety of balls, such as circular surface. Precision rotary worktable can realize automatic indexing, and expand the range of CNC machining. Currently, the NC rotary table CNC bor
7、ing and milling machines are mainly used. With more and more widespread application of CNC technology, CNC rotary worktable applications has become a historical necessity.Keywords: NC rotary worktable; gear; worm; box; modeling朗读显示对应的拉丁字符的拼音 目录查图清单IV查表清单V引言1第1章 绪论21.1本课题的学术背景及理论与实际意义21.2本课题研究的主要内容21
8、.3数控回转工作台设计原理及优缺点2第2 章数控回转工作台的原理与应用42.1数控回转工作台42.2设计准则42.3主要技术参数5第3章数控回转工作台的设计63.1 传动方案的选择63.1.1传动方案传动时应满足的要求63.1.2传动方案及其分析6 3.2 电机的选择73.2.1 步进电机的原理73.2.2 步进电机的选择及运动参数的计算83.3 齿轮传动的设计93.3.1选择齿轮传动的类型与材料103.3.2 按齿面接触疲劳强度设计103.3.3 按齿根弯曲强度设计113.3.4几何尺寸计算133.3.5 结构设计133.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核143.4.1选择涡杆传动类型143.4.2
9、选择材料143.4.3按齿面接触疲劳强度进行设计143.4.4蜗杆与涡轮的主要尺寸与参数153.5 轴承的选用163.5.1 轴承受到的载荷173.5.2 验算轴承寿命183.6 轴的校核与计算183.6.1 轴1的校核与计算183.6.2 轴2的校核与计算23第4章 三维建模及运动仿真284.1 零件绘制284.2 装配294.3 运动仿真31结论与展望32致谢33参考文献34附录A附加图、表32附录B科研工作和发表的论文32附录C英语文献及其翻译32附录D主要参考文献的题录与摘要57附录E光盘59插图清单图1-1 中国国际机床展览会数据统计2图3-1 传动方案6图3-2 一级齿轮传动9图3
10、-3 小齿轮13图3-4 大齿轮13图3-5 圆锥滚子轴承16图3-6 轴2受力图16图3-7 轴承受力图17 图3-8 轴118图3-9 轴1受力图19图3-10 轴1零件装配20图3-11 轴1分段20图3-12 轴1应力分析21图3-13轴1结构图22图3-14 轴2零件装配24图3-15 轴2受力图25图3-16 轴2应力分析26图3-17 轴2结构图27图4-1 草图工具28图4-2 特征操作28图4-3 凸圆、孔、螺纹等工具栏28图4-4 箱座29图4-5 箱盖29图4-6 装配工具栏30图4-7 数控回转工作台30图4-8 运动仿真31 图4-9 运动控制31插表清单表3-1 1
11、1BYG250D-0502步进电机指标6表3-2 轴1危险截面应力18表3-3 轴2危险截面应力23I引言随着生产力水平的发展，数控技术越来越广泛的应用于各个领域。数控机床是数控技术最普遍的应用。而数控回转工作台是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台，它常被使用于卧式的镗床和加工中心上，可提高加工效率，完成更多的工艺，它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的
12、发展趋势是：1在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台；2在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承 载能力；3在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。预计未来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均1520左右的稳定增长。
13、第1章 绪论1.1 本课题的学术背景及理论与实际意义2010年在北京举办的第11届中国国际机床展览会上，数控机床、加工中心、复合机床在装备制造业内已呈现出量大面广态势，这类工作母机在各类制造业已经普及应用，并清晰地表达出时代特征与发展潮流。机床运动无论是并联运动机床，还是运动叠加串联机床，对大多数金属加工机床来说，数控进给复合运动的加工，是以直线轴加上回转轴的联动来实现。为了应对日益增多的复杂零件加工、提高加工精度和效率，多轴机床和复合机床将会进一步创新发展。因此在现代加工中心的开发中，数控回转轴的设计与制造，成为研制机床的核心任务之一，而数控回转轴，同时也起着承载工作重量、夹持工件的功能，故
14、要重视其创新设计。由图1-1所示，2010年中国国际机床展览会无论是在人数上，还是在交易额上，都是逐年上升。图1-1 中国国际机床展览会数据统计1.2 本课题研究的主要内容 通过对数控回转工作台设计，希望学生熟悉机电一体化系统中机械系统设计过程，以及掌握利用AutoCAD或UG来绘制二维图形或创建三维实体的能力。毕业设计环节是教学计划中综合性最强的实践教学环节，对培养学生的思想、工作作风及实际能力、提高毕业生全面素质具有很重要的意义。同时，对所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好的开端。对数控回转工作台的设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能
15、和专业知识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。而工科类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术经用性岗位的基本训练，通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。1.3 数控回转工作台设计原理及优缺点数控转台和数控分度头的使用，为加工中心和数控铣床提供了回转坐标，通过第四轴、第五轴驱动转台或分度头完成等分、不等分或连续的回转加工，完成复杂曲面加工，使机床原有的加工范围得以扩大。数控分度头未来的发展趋势是：在规格上向两头延伸，即开发小规格和大规格的分度头及相关制造技术；在性能方面将向进一步提高刹紧力矩、提高主轴转速及可靠性方面发展。数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称为数控机床的第四轴：回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从
