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1、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；零件设计相关计算与校核；零件图及装配图的绘制等。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；最后，对各零件进行装配。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
2、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卧式的镗铣床和加工中心上。关键词：数控回转工作台,齿轮,蜗杆,箱体AbstractThe graduation project is the subject of design of CNC rotary worktable. With the NC rotary table design, making the students not only to design a CNC rotary worktable, but be able to master the mechanical d
3、esign of the methods and procedures before they entered the community. The main content of this research include: determining the transmission scheme of CNC rotary worktable; part design and verification; part drawing and assembly drawing drawing, and so on. the design of NC rotary worktable, first
4、of all, is the overall design, transmission scheme using a gear drive and worm drive; and then proceed to the design and checking of all parts, worm and shaft with the overall structure; worm gear screw connection with the table; the workbench balanced by the thrust bearing to ensure; box by box sea
5、t, cover and top cover, of which the box on the design of the round table and strengthen the tendons; finally, the assembly of various partsThe circumference feed of the CNC machine tool to be completed by the rotary table, the rotary table can be used with the X, Y, and Z three axes linkage, thereb
6、y processing a variety of balls, the circular surface, and so on. The rotary table can achieve accurate automatic indexing, expanded CNC machining range. At present, the NC rotary table is mainly used for horizontal boring and milling machine and machining center.Keywords: NC rotary worktable, gear,
7、 worm, box朗读显示对应的拉丁字符的拼音目 录插图清单V插表清单V第一章 前言11.1 本课题的学术背景及理论与实际意义11.1.1 研究现状11.1.2 发展趋势21.1.3 数控转台的市场分析31.2 数控系统发展简史31.3 数控未来发展的趋势51.4 微观看改造的必要性51.5 数控化改造的优缺点61.6 数控回转工作台的功能61.7 数控回转工作台的分类71.8 数控回转工作台的工作原理71.9 数控回转工作台的组成81.10 本课题研究的内容81.11 设计准则91.12 主要设计参数9第二章 方案比较与选择102.1 传动方案的选择102.1.1 传动方案传动适应满足的要
8、求102.1.2 传动方式特点102.1.3 传动方案及其分析112.1.4 传动方案的选择122.2 原动机的选择122.2.1 步进电动机122.2.2 伺服电机142.2.3 电液脉冲马达152.2.4 原动机选择162.3 回转台的选择162.4 机械部分的设计18第三章 零件的设计分析计算193.1 工作台箱体设计193.2 传动比的确定213.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算223.3.1 电液脉冲马达电机的选择223.3.2 选择电液脉冲马达的额定功率223.4 齿轮传动的设计233.4.1 选择齿轮传动的类型与材料233.4.2 按齿面接触疲劳强度设计233.4.3 按齿
9、根弯曲强度设计253.4.4 几何尺寸计算273.4.5 结构设计283.5 蜗轮及蜗杆的选用与校核293.5.1 选择蜗杆传动类型293.5.2 选择材料293.5.3 按齿面接触疲劳强度进行设计293.5.4 蜗杆与蜗轮的主要尺寸与参数313.5.5 校核齿根弯曲疲劳强度323.5.6 精度等级公差和表面粗糙度的确定333.6 轴的设计与校核计算333.6.1 求输出轴上的功率、转速和转矩333.6.2 求作用在齿轮上的力333.6.3 初步确定轴的最小直径333.6.4 轴的结构设计343.6.5 按弯扭合成应力校核轴的强度373.6.6 结构设计373.7 键联接的选择383.7.1
10、键联接的类型383.7.2 键联接的尺寸383.7.3 键联接的强度验算383.8 轴承的选择393.8.1 轴承的类型393.8.2 轴承的尺寸40第四章 结论与展望40致谢42参考文献43附录A附加图、表44插图清单图1-1 中国国际机床展览会数据统计.1图1-2 数控可倾回转工作台.2图2-1 传动方案.11图2-2 步进电机.12图2-3 伺服电机.14图2-4 电液脉冲马达.16图2-5 开环回转工作台.17图2-6 闭环回转工作台.18图2-7 总体设计原理图.19图2-8 数控回转工作台.19图3-1 工作台尺寸.20图3-2 工作台箱体图1.21图3-3 工作台箱体图2.21图
11、3-4 一级齿轮传动.23图3-5 小齿轮28图3-6 大齿轮28图3-7 蜗杆轴装配方案34图3-8 蜗杆轴受力分析35图3-9 蜗杆轴的应力分析图36图3-10 蜗杆轴.37插表清单表3-1 蜗杆轴危险截面应力37表3-2 键联接的许用挤压应力p 或压强p3943第一章 前言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
12、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1.1.1研究现状目前工作台的种类繁多，传统的工作台只能安装在某一指定机床上，伴随着科技的与时俱进，它们的功能也由传统单一性向现代的多功能性方向发展，现在一些工作台，它不仅可以安装在钻床上，还可以安装在铣床和镗床等机床上。并且目前部分工作台还可以作为机床的第四回转轴，大大提高了机床的性能。例如：我国生产机床工作台的公司之一的烟台恒力数控机床附件有限公司生产的HLTK14系列数控可倾回转工作台(如下图所示)，它可以实现用于数控机床和加工中心机床上，可利用原机床的两个控制坐标控制转台的回转和倾斜，也可直接利用本转台配套的数控装置与机床联接完成所需的工作循环。它可以完成任意度的孔、槽、平面类机械加工，以及曲线、凸轮等的加
