2012数控回转工作台毕业设计说明书

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

Abstract

The 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 design 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 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 seat, cover and top cover, of which the box on the design of the round table and strengthen the tendons; finally, the assembly of various parts

The 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, thereby 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, worm, box

目录

插图清单 .............................................................. V 插表清单 .............................................................. V 第一章前言 . (1)

1.1 本课题的学术背景及理论与实际意义 (1)

1.1.1 研究现状 (1)

1.1.2 发展趋势 (2)

1.1.3 数控转台的市场分析 (3)

1.2 数控系统发展简史 (3)

1.3 数控未来发展的趋势 (5)

1.4 微观看改造的必要性 (5)

1.5 数控化改造的优缺点 (6)

1.6 数控回转工作台的功能 (6)

1.7 数控回转工作台的分类 (7)

1.8 数控回转工作台的工作原理 (7)

1.9 数控回转工作台的组成 (8)

1.10 本课题研究的内容 (8)

1.11 设计准则 (9)

1.12 主要设计参数 (9)

第二章方案比较与选择 (10)

2.1 传动方案的选择 (10)

2.1.1 传动方案传动适应满足的要求 (10)

2.1.2 传动方式特点 (10)

2.1.3 传动方案及其分析 (11)

2.1.4 传动方案的选择 (12)

2.2 原动机的选择 (12)

2.2.1 步进电动机 (12)

2.2.2 伺服电机 (14)

2.2.3 电液脉冲马达 (15)

2.2.4 原动机选择 (16)

2.3 回转台的选择 (16)

2.4 机械部分的设计 (18)

第三章零件的设计分析计算 (19)

3.1 工作台箱体设计 (19)

3.2 传动比的确定 (21)

3.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (22)

3.3.1 电液脉冲马达电机的选择 (22)

3.3.2 选择电液脉冲马达的额定功率 (22)

3.4 齿轮传动的设计 (23)

3.4.1 选择齿轮传动的类型与材料 (23)

3.4.2 按齿面接触疲劳强度设计 (23)

3.4.3 按齿根弯曲强度设计 (25)

3.4.4 几何尺寸计算 (27)

3.4.5 结构设计 (28)

3.5 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (29)

3.5.1 选择蜗杆传动类型 (29)

3.5.2 选择材料 (29)

3.5.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (29)

3.5.4 蜗杆与蜗轮的主要尺寸与参数 (31)

3.5.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (32)

3.5.6 精度等级公差和表面粗糙度的确定 (33)

3.6 轴的设计与校核计算 (33)

3.6.1 求输出轴上的功率3P 、转速3n 和转矩3T (33)

3.6.2 求作用在齿轮上的力 (33)

3.6.3 初步确定轴的最小直径 (33)

3.6.4 轴的结构设计 (34)

3.6.5 按弯扭合成应力校核轴的强度 (37)

3.6.6 结构设计 (37)

3.7 键联接的选择 (38)

3.7.1 键联接的类型 (38)

3.7.2 键联接的尺寸 (38)

3.7.3 键联接的强度验算 (38)

3.8 轴承的选择 (39)

3.8.1 轴承的类型 (39)

3.8.2 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[σ

] 或压强[p] (39)

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