雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　二○○九 年</b></p><p>　題目雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)</p><p>　專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　班級(jí)</p><p>　學(xué)號(hào)</p><p&g

2、t;　學(xué)生</p><p>　指導(dǎo)教師副教授</p><p><b>　　雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)</b></p><p><b>　　摘  要</b></p><p>　　在現(xiàn)有的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)上再增加一個(gè)具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，將其安裝在原有的工作臺(tái)上，與原有的工作臺(tái)成為

3、一個(gè)整體，成為一個(gè)多自由度的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，即雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。再通過(guò)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)（不屬于此題范疇），使該機(jī)床成為五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。這樣的雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)不僅可以沿X、Y、Z方向作平行移動(dòng)，在A、B兩軸能同時(shí)運(yùn)動(dòng)，且能隨時(shí)停止，在A軸上能夠在一定角度內(nèi)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在B軸上可以做360度的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。不僅可以加工簡(jiǎn)單的直線、斜線弧，還可適應(yīng)更復(fù)雜的曲面和球形零件的加工。</p><p>　　關(guān)鍵詞：雙軸，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，

4、五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，設(shè)計(jì)，機(jī)床</p><p>　　The double turns round rotary worktable</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　At current three sit the mark connect the number that move the work on the

5、 stage controls the machine bed increases a number for having two revolve free degree controls the turn-over work set, will its gearing is in the original work on the stage, with originally possessed of the work set beco

6、mes a the whole, becoming the turn-over work set of a many free degrees, namely the double turns round the number controls the work set. Pass again the grade creep( do not belong to this category) that loga</p>&l

7、t;p>　　Key words：The double turns round, rotary worktable, Five sit the mark; Connect to move, design, Machine bed</p><p><b>　　目    錄</b></p><p>　　第1章  緒 

8、論 11.1  本課題的研究范圍及應(yīng)解決的主要問(wèn)題 11.2  本課題的研究目的和現(xiàn)實(shí)意義. 11.3  國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有數(shù)控發(fā)展?fàn)顩r 21.4  當(dāng)代數(shù)控發(fā)展的主要趨勢(shì) 31.5  數(shù)控機(jī)床的升級(jí)（五軸聯(lián)動(dòng)） 11</p><p>　　第2章  電動(dòng)機(jī)的選擇 122.1

9、0; 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類(lèi) 12 2.1.1  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 12 2.1.2  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi) 122.2  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇 14</p><p>　　第3章  工作臺(tái)方案的選定 243.1  分度工作臺(tái) 243.2  數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 25 3.2.1&#

10、160; 開(kāi)環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái) 26 3.2.2  閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 273.3  調(diào)隙結(jié)構(gòu) 27</p><p>　　3.3.1 雙螺距蝸桿傳動(dòng)</p><p>　　3.3.2 雙蝸桿傳動(dòng)</p><p>　　3.4 閉環(huán)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) </p><p>　　第4章  雙軸回

11、轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30</p><p>　　第5章  蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算 345.1 蝸桿傳動(dòng)輸入?yún)?shù) 345.2  接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 345.3  確定蝸輪蝸桿主要尺寸 365.4  蝸桿的傳動(dòng)效率 375.5  蝸桿蝸輪的精度等級(jí)的選擇 375.6  蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算

12、 38</p><p>　　第6章  齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 396.1 齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 396.2 齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式 396.3 材料及熱處理 396.4 初步確定齒輪基本參數(shù) 406.5 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核 436.6 齒根彎曲強(qiáng)度的校核 44</p><

13、;p>　　6.7 齒輪基本參數(shù)</p><p>　　第7章  結(jié)  論 71</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) 72</b></p><p><b>　　英文原文： 73</b></p><p><b>　　中文譯文： 

14、78</b></p><p><b>　　致  謝 82</b></p><p><b>　　第1章  緒  論</b></p><p>　　1.1  本課題的研究范圍及應(yīng)解決的主要問(wèn)題</p><p>　　本課題內(nèi)容為雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)

15、構(gòu)設(shè)計(jì)，那么其研究范圍則包括：雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理、功能結(jié)構(gòu)及重要功能部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。由此可知，本課題主要解決的問(wèn)題有：1.熟悉并掌握雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理；2.初步定下其功能結(jié)構(gòu)；3.完成相關(guān)（傳動(dòng)、鎖緊、密封、潤(rùn)滑等）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4.進(jìn)行尺寸計(jì)算和校核運(yùn)算；5.使用SOLID EDGE完成雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的三維造型設(shè)計(jì)和工程圖。</p><p>　　1.2  本課題的研究目的和現(xiàn)實(shí)意義<

16、;/p><p>　　隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，加工中心的需求也在增加，特別是四軸、五軸聯(lián)動(dòng)的加工中心。雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是五軸聯(lián)動(dòng)的重要功能部件，它能夠?qū)崿F(xiàn)回轉(zhuǎn)軸和擺動(dòng)軸的兩坐標(biāo)定位。通過(guò)第四軸、第五軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)或分度頭完成精密角度的等分、不等分或連續(xù)的回轉(zhuǎn)加工，完成復(fù)雜曲面加工，使機(jī)床的加工范圍得以擴(kuò)大。在三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床上增加了雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，并通過(guò)數(shù)控改造使之成為五軸數(shù)控銑床，是擴(kuò)展普通機(jī)床使用功能的簡(jiǎn)捷方式。<

17、/p><p>　　五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是一種科技含量高、精密度高專(zhuān)門(mén)用于加工復(fù)雜曲的機(jī)床，這種機(jī)床系統(tǒng)對(duì)一個(gè)國(guó)家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力，堪稱“制造業(yè)之靈魂”。 而提高五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的科技含量、精密度的重要手段之一就是提高雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的精密度。需要不斷提高雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)工作性能，才能在實(shí)質(zhì)上提高我國(guó)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的整體水平，使我國(guó)裝備制造業(yè)得到長(zhǎng)足發(fā)展。

18、 </p><p>　　1.3  國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有數(shù)控發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是近幾年才發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)水平。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是數(shù)控機(jī)床的重要功能部件之一，國(guó)內(nèi)外將對(duì)其的研發(fā)和改進(jìn)視為重中之重。只是國(guó)外研發(fā)步伐比較早，像美國(guó)，德國(guó)，日本這樣的發(fā)達(dá)國(guó)家在數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)方面已經(jīng)有了較為成熟的技術(shù)，其表現(xiàn)為：具有較好的

19、可靠性，耐用度和精度保持性等。我國(guó)的數(shù)控研發(fā)企業(yè)雖然起步很晚，但也奮起直追，在研發(fā)層面上已與國(guó)外企業(yè)水平相持平，只是苦于國(guó)內(nèi)加工企業(yè)其持設(shè)施較差，無(wú)法完成較高精度零件的加工，使得國(guó)產(chǎn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)在可靠性，精度保持性上與國(guó)外有較大差距。</p><p>　　1.4 當(dāng)代數(shù)控發(fā)展的主要趨勢(shì)</p><p>　　在規(guī)格上向兩頭延伸，即開(kāi)發(fā)小規(guī)格和大規(guī)格的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)；在性能上進(jìn)一步提高剎緊力矩

20、、提高主軸轉(zhuǎn)速及可靠性；在蝸桿副傳動(dòng)方面，大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力；在轉(zhuǎn)臺(tái)形式方面，繼續(xù)開(kāi)發(fā)研制兩軸聯(lián)動(dòng)和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)。在我國(guó)，數(shù)控機(jī)床與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是在通用數(shù)控領(lǐng)域，以PC為平臺(tái)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)逐步縮短了與世界先進(jìn)水平的差距。作為機(jī)床的主要組成部分，分度類(lèi)機(jī)床附件（轉(zhuǎn)臺(tái)、分度頭、刀架）對(duì)機(jī)床的性能、質(zhì)量、可靠性起著至關(guān)重要的作用，作為數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)，在近

21、期的主要任務(wù)是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研制高精度、高剛性、高回轉(zhuǎn)速度的多功能數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)。</p><p>　　1.5  數(shù)控機(jī)床的升級(jí)（五軸聯(lián)動(dòng)）</p><p>　　數(shù)控機(jī)床加工某些零件時(shí),除需要有沿X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外,還需要有繞X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng),分別稱為A、B、C軸。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床也稱五坐標(biāo)機(jī)床,它是在三個(gè)平動(dòng)軸(沿X、Y、Z軸的直線運(yùn)動(dòng))的基礎(chǔ)上增加了兩

22、個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(能實(shí)現(xiàn)繞X軸、Z軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),即A軸和C軸),不僅可使刀具相對(duì)于工件的位置任意可控,而且刀具軸線相對(duì)于工件的方向也在一定范圍內(nèi)任意可控,由此使五坐標(biāo)加工工具有以下特點(diǎn):</p><p>　　圖 五坐標(biāo)加工的特點(diǎn)</p><p>　?。?）.可避免刀具干涉,加工普通三坐標(biāo)機(jī)床難以加工的復(fù)雜零件,加工適應(yīng)性廣,如圖1(a)所示。</p><p>　?。?）.對(duì)

23、于直紋面類(lèi)零件,可采用側(cè)銑方式一刀成型,加工質(zhì)量好、效率高,如圖1(b)所示。</p><p>　?。?）.對(duì)一般立體型面特別是較為平坦的大型表面,可用大直徑端銑刀端面逼近表面進(jìn)行加工,走刀次數(shù)少,殘余高度小,可大大提高加工效率與表面質(zhì)量,如圖1(c)所示。</p><p>　?。?）.對(duì)工件上的多個(gè)空間表面可一次裝夾進(jìn)行多面、多工序加工,加工效率高并有利于提高各表面的相互位置精度,如圖1

24、(d)所示。</p><p>　?。?）.五軸加工時(shí),刀具相對(duì)于工件表面可處于最有效的切削狀態(tài)。例如使用球頭刀時(shí)可避免球頭底部切削,如圖1(e)所示,利于提高加工效率。同時(shí),由于切削狀態(tài)可保持不變,刀具受力情況一致,變形一致,可使整個(gè)零件表面上的誤差分布比較均勻,這對(duì)于保證某些高速回轉(zhuǎn)零件的平衡性能具有重要作用。</p><p>　　（6）.在某些加工場(chǎng)合,如空間受到限制的通道加工或組合曲

25、面的過(guò)渡區(qū)域加工,可采用較大尺寸的刀具避開(kāi)干涉,刀具剛性好,有利于提高加工效率與精度,如圖1(f)所示。</p><p>　　現(xiàn)在,大家普遍認(rèn)為,五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等加工的唯一手段。所以,每當(dāng)人們?cè)谠O(shè)計(jì)、研制復(fù)雜曲面遇到無(wú)法解決的難題時(shí),往往轉(zhuǎn)向求助于五軸數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　因此在傳統(tǒng)的三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床上安裝

26、一個(gè)雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，即在X、Y、Z三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸之外增加了一個(gè)回轉(zhuǎn)軸和可傾軸，就完成了五周聯(lián)動(dòng)的硬件設(shè)計(jì)。雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是三軸聯(lián)動(dòng)與五軸聯(lián)動(dòng)的主要區(qū)別之一。</p><p>　　第2章  電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　2.1  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類(lèi)</p><p>　　2.1.1  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)</p><

27、p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種同步電動(dòng)機(jī)，定子磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)。定子磁場(chǎng)的激磁磁勢(shì)為脈沖式，使磁場(chǎng)以一定頻率步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也就一步一步旋轉(zhuǎn)?？梢?jiàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供電的電源是脈沖電源，而不是直流電源或正弦交流電源。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是： 　　（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速主要取決于脈沖的頻率，轉(zhuǎn)子總的角位移取決于總的脈沖數(shù)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向取決于分配脈沖的相

28、序。其步距值不受各種干擾因素的影響。 　　（2）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每走一步所轉(zhuǎn)過(guò)的角度（實(shí)際步距值）與理論步距值之間總有一定的誤差。從某一步到任何一步，即走任意步數(shù)后，也總會(huì)有一定的累積誤差，但每轉(zhuǎn)一圈的累積誤差為零，亦即步距誤差不長(zhǎng)期積累。</p><p>　　一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3%-5%?！　。?）步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁

29、性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。</p><p>　　（4）步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。</p><p>　　當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越

30、大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。</p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高

31、速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲２竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。</p><p>　　2.1.2  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)</p><p>　　（一）按力矩產(chǎn)生的原理分</p>

32、<p>　　1.反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)：轉(zhuǎn)子無(wú)繞組；定子上有繞組，被激磁后產(chǎn)生反應(yīng)力矩，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。 2.激磁式步進(jìn)電機(jī)：轉(zhuǎn)子有繞組(或用永久磁鋼) ；定子上有繞組；繞組被激磁后產(chǎn)生電磁力矩，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　（二）按輸出力矩大小分</p><p>　　1.伺服式步進(jìn)電機(jī): 輸出力矩小,只能驅(qū)動(dòng)較小的負(fù)載;若要驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)等較大的負(fù)載,須和液壓扭矩放大器配合。

33、 2.功率式步進(jìn)電機(jī): 輸出力矩較大, 能直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)等較大的負(fù)載。</p><p><b>　?。ㄈ┌炊ㄗ訑?shù)分</b></p><p>　　1.單定子式步進(jìn)電機(jī)；2.雙定子式步進(jìn)電機(jī)；3.三定子式步進(jìn)電機(jī)；4.多定子式步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　（四）按各相繞組分布分: </p><p>　　1

34、.徑向分相式: 電機(jī)各相按圓周依次排列；2.軸向分相式: 電機(jī)各相按軸向依次排列。</p><p>　　2.2  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書(shū)中的要求：回轉(zhuǎn)軸和可傾軸的總傳動(dòng)比均為1：90，且工作臺(tái)臺(tái)面直徑為120mm,工作轉(zhuǎn)速2000rpm。我們選定電機(jī)為MINAS A系列中MDMA系列（中慣量）電機(jī)：額定功率1KW，額定轉(zhuǎn)矩4.8NM,最大轉(zhuǎn)矩14.4N

35、M,額定轉(zhuǎn)速2000rpm。</p><p>　　第3章  工作臺(tái)方案的選定</p><p>　　3.1  分度工作臺(tái)</p><p>　　分度工作臺(tái)的分度、轉(zhuǎn)位和定位工作,是按照控制系統(tǒng)的指令自動(dòng)地進(jìn)行,每次轉(zhuǎn)位回轉(zhuǎn)一定角度(5°、10°、15°、30°、45°、90°、180

36、6;),但實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位的機(jī)構(gòu)都很難達(dá)到分度精度的要求,所以要有專(zhuān)門(mén)的定位元件來(lái)保證。因此定位元件往往是分度工作臺(tái)的關(guān)鍵。常用的定位元件有插銷(xiāo)定位、反靠定位、鋼球定位和齒盤(pán)定位等幾種。</p><p>　　雙楔環(huán) - 鋼球定位機(jī)構(gòu)只限制了工作臺(tái)體的 3 個(gè)自由度 ,工作臺(tái)體主定位面的 3 個(gè)自由度由工作臺(tái)底座環(huán)形滑動(dòng)導(dǎo)軌面限制 ,雙楔環(huán)V型溝槽及鋼球只承受夾緊力及一部分切削力 ,不承受夾具、工件的重量以及工作臺(tái)體

37、自重和撞擊力 ,大部分切削力作用于導(dǎo)軌面上 ,承載剛性比多齒盤(pán)高得多。鋼球在內(nèi)外環(huán)的V型溝槽內(nèi)靈活運(yùn)動(dòng) ,可以完全消除鋼球與內(nèi)外環(huán) V型溝槽斜面的間隙 ,夾環(huán)受力變形后仍然可以通過(guò)鋼球?qū)A緊力均勻地施加在內(nèi)外環(huán)上 ,夾緊剛性較好 ,并且使用時(shí)間越長(zhǎng) ,鋼球與V型溝槽的接觸面積越大 ,接觸精度越好 ,雙楔環(huán)的精度保持性很好。</p><p>　　齒盤(pán)定位的分度工作臺(tái)能達(dá)到很高的分度定位精度,一般為±3″,

38、最高可達(dá)±0.4″。能承受很大的外載,定位剛度高,精度保持性好。實(shí)際上,由于齒盤(pán)嚙合、脫開(kāi)相當(dāng)于兩齒盤(pán)對(duì)研過(guò)程,因此,隨著齒盤(pán)使用時(shí)間的延續(xù),其定位精度還有不斷提高的趨勢(shì)。齒盤(pán)定位的分度工作臺(tái)廣泛用于數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床或其他專(zhuān)用機(jī)床。</p><p>　　3.2  數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) </p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上一般由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控回

39、轉(zhuǎn)工作臺(tái)(簡(jiǎn)稱數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái))除了可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外,還可以完成分度運(yùn)動(dòng)。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的外形和分度工作臺(tái)沒(méi)有多大差別,但在結(jié)構(gòu)上則具有一系列的特點(diǎn)。由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),所以它在結(jié)構(gòu)上和數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有許多共同之處。不同點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的是直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng),而數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)的是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可分為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種。</p><p>　　3.2.1  開(kāi)環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)</p><

40、p>　　開(kāi)環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作是由步進(jìn)電機(jī)按指令脈沖的要求來(lái)確定數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)方向、回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)角度。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的脈沖當(dāng)量是指數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)每個(gè)脈沖所回轉(zhuǎn)的角度(度/脈沖),有的小到0.001°/脈沖,有的大到2°/脈沖,設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)加工精度的要求和數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)直徑大小來(lái)選定。一般加工精度愈高,脈沖當(dāng)量應(yīng)選得愈小;數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)直徑愈大,脈沖當(dāng)量應(yīng)選得愈小。但也不能盲目追求過(guò)小的脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量δ選定后,根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的脈沖步距角θ

41、就可決定減速齒輪和渦輪副的傳動(dòng)比:</p><p>　　式中:Z1,Z2—分別為主動(dòng)、被動(dòng)齒輪齒數(shù);</p><p>　　Z3,Z4—分別為蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)。</p><p>　　在確定Z1,Z2,Z3,Z4時(shí),一方面要滿足傳動(dòng)比的要求,同時(shí)也要考慮到結(jié)構(gòu)的限制。3.2.2  閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) </p><p>　　

42、閉環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)與開(kāi)環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)大致相同,其區(qū)別在于:閉環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件(圓光柵或圓感應(yīng)同步器)。所測(cè)量的結(jié)果反饋回去與指令值進(jìn)行比較,按閉環(huán)原理進(jìn)行工作,使轉(zhuǎn)臺(tái)定位精度更高。</p><p>　　有一些數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)上,采用伺服電機(jī)軸端帶測(cè)速發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器,或帶脈沖編碼盤(pán),直接反饋電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速和角位移,進(jìn)行半閉環(huán)控制。3.3  調(diào)隙結(jié)構(gòu)</p><p>　　在數(shù)控

43、機(jī)床中,分度工作臺(tái)、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)都廣泛采用蝸桿渦輪傳動(dòng)。蝸輪副的嚙合側(cè)隙對(duì)其分度定位精度影響最大,因此消除蝸輪副的側(cè)隙就成為數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的關(guān)鍵問(wèn)題。常見(jiàn)的蝸桿渦輪消隙方法有雙螺距蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和雙蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3.3.1雙螺距蝸桿傳動(dòng)</p><p>　　一般在要求連續(xù)精確分度的機(jī)構(gòu)中(如齒輪加工機(jī)床、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等)或?yàn)榱吮苊鈧鲃?dòng)機(jī)構(gòu)因承受脈動(dòng)載荷(如斷續(xù)銑削)

44、而引起扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的場(chǎng)合往往采用雙螺距漸厚蝸桿,以便調(diào)整嚙合側(cè)隙到最小限度。</p><p>　　圖 雙螺距漸厚蝸桿調(diào)隙原理</p><p>　　雙螺距漸厚蝸桿與普通蝸桿的區(qū)別是:雙螺距漸厚蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的齒距(導(dǎo)程);而同一側(cè)面的齒距(導(dǎo)程)則是相等的(圖4)。雙螺距漸厚蝸桿副的嚙合原理與一般蝸桿副嚙合原理相同, 蝸桿的軸向截面仍相當(dāng)于基本齒條,渦輪則相當(dāng)于同它嚙合的齒輪。由

45、于蝸桿齒左、右兩側(cè)面具有不同的齒距,即左、右兩側(cè)面具有不同的模數(shù)m(m=t/π)。因而同一側(cè)面的齒距相同,故沒(méi)有破壞嚙合條件。雙螺距漸厚蝸桿傳動(dòng)的公稱模數(shù)m可看成普通渦輪副的軸向模數(shù),一般等于左、右齒面模數(shù)的平均值。此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一側(cè)的螺距是相同的,所以仍然可以保持正常的嚙合。因此,可用軸向移動(dòng)蝸桿的方法來(lái)消除蝸桿與渦輪的齒側(cè)隙。從圖5中知道, 蝸桿左側(cè)的齒矩為t左,右側(cè)的齒距為t右,中間齒距為t中。</p&

46、gt;<p>　　當(dāng)t右>t左時(shí)s1=t左-c1 s2=t右-c1</p><p><b>　　相鄰兩齒厚的差值</b></p><p>　　Δs=s2-s1=t右-t左</p><p>　　不難看出,任意兩相鄰齒厚之差(沿同一軸向截面上)都是</p><p>　　Δs=si+1-si=t右-t左,&

47、lt;/p><p>　　這樣的蝸桿從左到右齒厚漸厚,當(dāng)蝸桿向左移動(dòng)時(shí),嚙合側(cè)隙將會(huì)逐漸減小。同理,當(dāng)t左>t右時(shí),從左到右齒厚漸薄,當(dāng)蝸桿向左移動(dòng)時(shí),嚙合側(cè)隙將會(huì)逐漸變大。圖5是依靠改變調(diào)整環(huán)的厚度,即可使蝸桿軸向移動(dòng),以便調(diào)整蝸桿渦輪嚙合側(cè)隙。</p><p>　　圖 雙螺距漸厚蝸桿調(diào)隙結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.3.2  雙蝸桿傳動(dòng)</p

48、><p>　　另外一種辦法就是使用雙蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它在要求避免因承受脈動(dòng)載荷（如銑削加工）而引起扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的情況下完成連續(xù)精密傳動(dòng)的場(chǎng)合，使得齒側(cè)間隙調(diào)整到最小程度。</p><p>　　圖 雙蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</p><p>　　如圖所示，我們把一個(gè)完整的蝸桿做成兩個(gè)部分（紅色為蝸桿1和金色部分為蝸桿2），它們沿著軸線可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在它們左端安裝了可調(diào)整的鎖緊裝置蝸桿

49、固定座（銀色是固定座1、紫色是固定座2）。當(dāng)我們需要增大齒距時(shí)，向外旋轉(zhuǎn)蝸桿1，到達(dá)合適位置后，迅速擰緊固定座上的緊定螺釘直到鎖死。而減小齒距則往反方向旋轉(zhuǎn)即可。</p><p>　　由于后者具有制造成本低、方便操作并能達(dá)到比較高的精度等特點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)方案中我們決定使用它作為該回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的渦輪蝸桿消隙機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3.4 閉環(huán)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)</p><p&

50、gt;　　考慮到機(jī)器性能要求的精密性以及加工的準(zhǔn)確性,還要與數(shù)控銑床相連成為精密的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床。因此要求系統(tǒng)為閉環(huán),即設(shè)計(jì)一個(gè)閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)。所以選用FAGRO公司的兩個(gè)ENCODER H-90型旋轉(zhuǎn)編碼器分別安裝在與回轉(zhuǎn)臺(tái)連接的軸末端和擺動(dòng)支座軸末端。這樣即使在傳動(dòng)過(guò)程中有誤差或間隙也可在反饋后得到數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償。</p><p>　　第4章  雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)和原理</p><

51、p>　　通過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和了解，整個(gè)工作臺(tái)由幾部分構(gòu)成：可傾軸部分和回轉(zhuǎn)軸部分。</p><p>　　圖 雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)視圖</p><p>　　由于五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)價(jià)格十分昂貴, 加之NC 程序制作較難,使五軸系統(tǒng)難以“平民”化。</p><p>　　現(xiàn)在很多的工廠使用的是三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床,即能實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三個(gè)軸方向的同時(shí)平動(dòng)。如果再配上一個(gè)雙

52、軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái),能實(shí)現(xiàn)繞X軸、Z軸旋轉(zhuǎn)(即A軸和C軸), 再完成數(shù)控部分的改造,實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制即能實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)。這樣即可減少固定資產(chǎn)的無(wú)形磨損, 又避免購(gòu)置新機(jī)的大量資金投入。</p><p>　　4.1雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的功用</p><p>　　第一, 使工作臺(tái)進(jìn)行圓周進(jìn)給完成切削工作;第二, 使工作臺(tái)進(jìn)行分度工作。它按照控制系統(tǒng)的命令,在需要時(shí)完成上述務(wù)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng), 采

53、用無(wú)級(jí)變速方式工作,所以定位精度完全由控制系統(tǒng)決定。</p><p>　　4.2 雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)</p><p>　　此處引用的工作臺(tái)屬于閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái), 兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器分別位于與工作臺(tái)固接的軸端和支撐座的尾端,能將旋轉(zhuǎn)后的位置準(zhǔn)確的反饋回系統(tǒng)。這種數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng), 在它的輸出軸接一級(jí)齒輪減速器。該數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)由圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)、間隙消除

54、裝置及蝸輪軸夾緊裝置組成。</p><p>　　因?yàn)槭菧u輪蝸桿傳動(dòng)與分度, 所以停位不受限, 并不像端齒分度盤(pán)一樣, 只能分度固定的角度的整數(shù)倍(5°、10°、15°等), 而且偏轉(zhuǎn)范圍較大(105°～5°),能加工任何角度與傾斜度的孔與表面。齒的側(cè)隙是靠齒輪制造精度和安裝精度來(lái)保持。大齒輪的支撐軸與渦桿軸做成一個(gè)軸, 這種聯(lián)結(jié)方式能增大連接的剛性和精度,更能減少

55、功率的損耗。</p><p>　　其工作原理簡(jiǎn)述如下:</p><p>　　雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)由交流侍服電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng), 帶動(dòng)渦輪渦桿系統(tǒng), 使工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)接到數(shù)控系統(tǒng)的指令后, 首先松開(kāi)圓周運(yùn)動(dòng)部分的渦輪夾緊裝置, 松開(kāi)渦輪, 然后啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī), 按數(shù)控指令確定工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)方向、回轉(zhuǎn)速度及回轉(zhuǎn)角度大小等參數(shù)。</p><p>　　擺動(dòng)部分的

56、工作原理與此相同。</p><p>　　需要說(shuō)明的是, 當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)必須處于鎖緊狀態(tài), 工作臺(tái)在其傳動(dòng)軸端部安裝了夾緊液壓缸進(jìn)行夾緊。當(dāng)工作臺(tái)不回轉(zhuǎn)時(shí), 夾緊油缸在液壓油的作用下向外運(yùn)動(dòng), 通過(guò)剎車(chē)片緊緊頂在渦輪軸表面,從而鎖緊工作臺(tái)。當(dāng)工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí),數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令, 反向重復(fù)上述動(dòng)作, 松開(kāi)渦輪, 使渦輪和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)按照控制系統(tǒng)的指令進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　4.3鎖緊

57、裝置及鎖緊力計(jì)算</p><p>　　4.3.1鎖緊的介紹與選用</p><p>　　在雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)部分，渦輪軸端的剎車(chē)片采用的是液壓缸直接頂緊，用剎車(chē)活塞與渦輪軸端剎車(chē)片的摩擦力來(lái)鎖緊。鎖緊力計(jì)算過(guò)程舉例如下：</p><p><b>　　4.4潤(rùn)滑與密封</b></p><p>　　4.4.1回轉(zhuǎn)部分的潤(rùn)滑與

58、密封</p><p>　　因?yàn)榛剞D(zhuǎn)部分有較大的擺動(dòng)角度（105°-5°），所以雖然蝸輪蝸桿及齒輪傳動(dòng)都是在箱體內(nèi)，也不能采用常規(guī)的甩油潤(rùn)滑。再者箱蓋或工作臺(tái)與箱座或回轉(zhuǎn)下箱之間不可能有很好的密封，在傾斜時(shí)會(huì)將存于箱底的油倒出沒(méi)法再甩油。所以回轉(zhuǎn)部分都應(yīng)選用循環(huán)噴油潤(rùn)滑。但在裝配時(shí)軸承部分要先填好潤(rùn)滑脂，以免長(zhǎng)時(shí)間得不到潤(rùn)滑而降低使用壽命。</p><p>　　噴油潤(rùn)滑的

59、好處非常多，可以沖掉傳動(dòng)過(guò)程中齒輪嚙合區(qū)的磨粒、減少磨損、延長(zhǎng)使用壽命、對(duì)蝸輪蝸桿進(jìn)行很好的冷卻與潤(rùn)滑等。</p><p>　　為防止工作過(guò)程中切屑與雜質(zhì)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)部分與下箱之間要用防塵圈密封好，這樣還能起到存油潤(rùn)滑軸承的作用。為防止傳動(dòng)過(guò)程中有雜質(zhì)存于箱體內(nèi)，隨油進(jìn)入軸承，影響軸承壽命，應(yīng)定期對(duì)箱體內(nèi)進(jìn)行清洗。</p><p>　　4.4.2擺動(dòng)部分的潤(rùn)滑與密封</p>

60、<p>　　擺動(dòng)部分是固定在平動(dòng)工作臺(tái)上的，只能隨X、Y、Z軸平動(dòng)，所以選擇甩油潤(rùn)滑，當(dāng)然也可以采用噴油潤(rùn)滑。由于回轉(zhuǎn)部分已采用噴油潤(rùn)滑，無(wú)非是多幾條支路而已。</p><p>　　在左端回轉(zhuǎn)箱內(nèi)有蝸輪蝸桿，所以軸承能同時(shí)得到潤(rùn)滑。而在右端只是起支撐作用，只能用脂潤(rùn)滑。左支撐只需要采用常規(guī)的齒輪-蝸桿減速器中的密封方法即可。各軸承端則需采用橡膠密封圈密封。與回轉(zhuǎn)支架相連部分的軸承端用橡膠圈密封，因?yàn)?/p>

61、左端采用了油潤(rùn)滑。</p><p>　　第5章  蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　5.1 蝸桿傳動(dòng)輸入?yún)?shù)</p><p>　　根據(jù)GB/T10085-1988推薦,采用漸開(kāi)線蝸桿(ZI)。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速，扭矩</b></p><p><b&g

62、t;　　功率</b></p><p>　　5.5 蝸桿蝸輪的材料和精度等級(jí)的選擇</p><p>　　蝸桿選用45鋼,因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為45～55HRC。</p><p>　　蝸輪選用ZCuAl10Fe3，金屬模鑄造。</p><p><b>　　加工精度6級(jí)。</

63、b></p><p>　　5.2 確定蝸輪蝸桿主要尺寸</p><p><b>　　初選幾何參數(shù)</b></p><p><b>　　選 </b></p><p><b>　　計(jì)算蝸桿輸出轉(zhuǎn)矩</b></p><p><

64、;b>　　粗算傳動(dòng)效率：</b></p><p><b>　　確定許用接觸應(yīng)力</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第五版·第三卷）（以下齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)均根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第五版·第三卷）查得）圖14-4-13查得滑動(dòng)速度 </p><p>　　由表14-4-14查得 </p&g

65、t;<p><b>　　求載荷系數(shù)</b></p><p>　　由表14-4-12知：</p><p><b>　　式中：——?jiǎng)虞d系數(shù)</b></p><p><b>　　——嚙合質(zhì)量系數(shù)</b></p><p><b>　　——小時(shí)載荷率系數(shù)</

66、b></p><p><b>　　——環(huán)境溫度系數(shù)</b></p><p><b>　　——工作情況系數(shù)</b></p><p><b>　　——風(fēng)扇系數(shù)</b></p><p>　　，按表14-4-12取</p><p>　　查表14-4-15，

67、6級(jí)精度時(shí)</p><p>　　由于，由圖14-4-8得</p><p>　　由表14-4-16查得 </p><p>　　由表14-4-17查得 </p><p>　　由圖14-4-9 查得 </p><p><b>　　所以 </b></p><p><

68、b>　　計(jì)算和和值</b></p><p>　　查表14-4-5，取 </p><p><b>　　主要幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　圓整中心距，取</b></p><p><b>　　導(dǎo)程角 </b></p>

69、<p><b>　　分度圓直徑 </b></p><p><b>　　齒頂圓直徑 </b></p><p><b>　　齒根圓直徑 </b></p><p>　　節(jié)圓直徑 </p><p>　　5.3 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 

70、;</p><p>　　齒面接觸強(qiáng)度核算驗(yàn)算</p><p>　　由表14-4-12得 </p><p>　　因?yàn)?，所以齒面接觸強(qiáng)度足夠。</p><p><b>　　確定許用彎曲應(yīng)力</b></p><p>　　根據(jù)表14-4-12 </p><p>　　由表14

71、-4-13查得 </p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù) </b></p><p>　　由圖14-4-7查得 </p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　齒根彎曲強(qiáng)度校核驗(yàn)算</p><p>　　由圖14-4-6查得 </p>

72、<p>　　由表14-4-12得 </p><p>　　因?yàn)?所以齒根彎曲強(qiáng)度足夠。</p><p>　　5.6 蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)由于效率低，所以工作時(shí)發(fā)熱量大。在閉式傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散逸，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂專(zhuān)瑥亩龃竽Σ翐p失，甚至發(fā)生膠合。所以，必須根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量等于同

73、時(shí)間內(nèi)的散熱量的條件進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證油溫穩(wěn)定地處于規(guī)定的范圍內(nèi)。</p><p>　　由于摩擦損耗的功率 ，則產(chǎn)生的熱流量(單位為lW=l J/s)為</p><p>　　H1=1000P(1-η) W 　　式中P為蝸桿傳遞的功率，kW。</p><p>　　H1=1000*1*(1-0.776) W=224W</p><p>　　以

74、自然冷卻方式，從箱體外壁散發(fā)到周?chē)諝庵腥サ臒崃髁繛?lt;/p><p>　　H2=S(t0-ta) W　　式中:--箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，，空氣流通良好時(shí)，取大值；</p><p>　　S --內(nèi)表面能被潤(rùn)滑油所飛濺到，而外表面又可為周?chē)諝馑鋮s的箱體表面面積，；</p><p>　　t0--油的工作溫度，一般限制在60～70℃，最高不應(yīng)超過(guò)80℃；</p&g

75、t;<p>　　ta--周?chē)諝獾臏囟?，常溫情況可取為20℃；</p><p>　　按熱平衡條件H1=H2，可求得在既定工作條件下的油溫為</p><p><b>　　=180</b></p><p>　　在t0>80℃或有效的散熱面積不足時(shí)，則必須采取措施，以提高散熱能力。通常采?。?lt;/p><p>

76、;　　1)加散熱片以增大散熱面積。</p><p>　　2)在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇以加速空氣的流通。</p><p>　　由于在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇這就增加了功率損耗為?？偟膿p率損耗為</p><p><b>　　kW</b></p><p>　　式中為風(fēng)扇消耗的功率，可按下式計(jì)算:</p><p>　　

77、kW　　此處：vF——風(fēng)扇葉輪的圓周速度，m/s，</p><p>　　其中DF為風(fēng)扇葉輪外徑，mm；</p><p>　　nF——風(fēng)扇葉輪轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p>　　由摩擦消耗的功率所產(chǎn)生的熱流量為　　</p><p><b>　　W　　</b></p><p>　　散發(fā)到空氣中的

78、熱流量為</p><p><b>　　W</b></p><p>　　式中:S1,S2--分別為風(fēng)冷面積及自然冷卻面積，；　　　　　　　' --風(fēng)冷時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，按下表<風(fēng)冷時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)'>選取?！　　　　　　　　　　★L(fēng)冷時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)'</p><p>　　從其結(jié)構(gòu)看，選裝散熱片來(lái)降溫更為合適

79、。</p><p>　　第6章  齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　6.1 齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)</p><p><b>　　選擇齒輪材料</b></p><p>　　6.2 齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式 </p><p>　　1.常用的齒輪結(jié)構(gòu) 常見(jiàn)的圓柱齒輪結(jié)

80、構(gòu)如圖 所示。圖 ａ為齒輪軸；圖 ｂ為腹板式齒輪；圖 ｃ為輪輻式齒輪。</p><p>　?。╝） (b) (c)</p><p>　　圖 常用齒輪結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　根據(jù)受力狀況和整體結(jié)構(gòu)形式，在此處我決定選用腹板式齒輪結(jié)構(gòu)比較合理。</p><p&

81、gt;<b>　　2.布置形式</b></p><p>　　從前面工作臺(tái)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中我們知道：小齒輪是主動(dòng)輪，動(dòng)力來(lái)自電動(dòng)機(jī)；大齒輪是從動(dòng)輪，它帶動(dòng)了蝸桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。因而大小齒輪均采用懸臂布置。</p><p>　　6.3 材料及熱處理 </p><p><b>　　選擇齒輪材料</b></p>&

82、lt;p>　　小齒輪：50SiMn 調(diào)質(zhì)，硬度260~290HB+</p><p>　　大齒輪：42SiMn 調(diào)質(zhì)，硬度200~230HB</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第五版·第三卷）（以下齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)均根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第五版·第三卷）查得）圖14-1-83和圖14-1-112按ML級(jí)質(zhì)量求取值，得=550 N/mm2，=460 N/m

83、m2和 = 210 N/mm2，= 190 N/mm2</p><p>　　初步確定齒輪基本參數(shù) </p><p><b>　　初步確定主要參數(shù)</b></p><p>　　（1）接觸強(qiáng)度初步確定中心距</p><p>　　按直齒輪從表14-1-65選取=476，取載荷系數(shù)K=2.0</p>&

84、lt;p>　　按表14-1-69選d=0.6，則</p><p><b>　　a=</b></p><p><b>　　==0.4</b></p><p><b>　　齒數(shù)比2</b></p><p>　　許用接觸應(yīng)力 ≈0.9=0.9×460=414 N

85、/mm2</p><p>　　小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=4 N·m</p><p><b>　　中心距ａ</b></p><p><b>　?。帷軦a（u+1）</b></p><p>　　=476×（2+1）×=63.4 mm</p><p>&

86、lt;b>　　?。?66 mm</b></p><p>　?。?）初步確定模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等幾何參數(shù)</p><p>　　=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)×100=0.7～2 mm</p><p><b>　　取 =2 mm</b></p><p><b>　　

87、由公式 </b></p><p>　　取=22 =i=2×22=44</p><p>　　齒寬 b=aａ=0.4×66=26.4mm 取b=24mm</p><p>　　小齒輪分度圓直徑 </p><p><b>　　mm</b></p><p>

88、;　　大齒輪分度圓直徑 </p><p><b>　　mm</b></p><p>　　齒輪精度等級(jí)為6級(jí)6.5 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核 </p><p><b>　　分度圓上名義切向力</b></p><p><b>　　使用系數(shù)</b></p

89、><p>　　原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻平穩(wěn)，工作機(jī)有輕微沖擊，查表14-1-71，=1.25</p><p><b>　　動(dòng)載系數(shù)</b></p><p><b>　　齒輪線速度 </b></p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　由

90、表14-1-80公式計(jì)算傳動(dòng)精度系數(shù)C</p><p>　　小齒輪: =22 大齒輪: =44</p><p>　　查表14-1-40可得: =7.5 μm = 8.5 μm</p><p>　　取C2=6.516 ，經(jīng)圓整后為 C=7</p><p>　　查圖14-1-74 =1.1</p>&

91、lt;p><b>　　螺旋線載荷分布系數(shù)</b></p><p>　　由表14-1-88，齒輪裝配時(shí)對(duì)研跑合</p><p><b>　　齒間載荷分配系數(shù)</b></p><p><b>　　N/ mm</b></p><p>　　查表14-1-92得：=1.5</

92、p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)</b></p><p>　　查圖14-1-76 =2.47</p><p><b>　　彈性系數(shù)</b></p><p>　　由表14-1-95查得 =</p><p><b>　　重合度系數(shù)</b><

93、/p><p><b>　　縱向重合度 </b></p><p><b>　　端面重合度</b></p><p>　　由圖14-1-25 =0.80 =0.90</p><p>　　由圖14-1-79查得 =0.79</p><p><b>　　螺

94、旋角系數(shù)</b></p><p>　　小齒輪、大齒輪的單對(duì)齒嚙合系數(shù),</p><p>　　按表14-1-94的判定條件，由于 ,則</p><p><b>　　=1</b></p><p><b>　　=0.9665</b></p><p><b>　

95、　取</b></p><p><b>　　計(jì)算接觸應(yīng)力</b></p><p>　　由表14-1-70公式可得</p><p>　　由于 ==1，所以=</p><p><b>　　壽命系數(shù)</b></p><p>　　應(yīng)力循環(huán)系數(shù) </p>

96、<p>　　由表14-1-96公式計(jì)算</p><p><b>　　潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)</b></p><p>　　由表14-1-98，經(jīng)展成法滾、插的齒輪副4.0μm , =0.85</p><p><b>　　齒面工作硬化系數(shù)</b></p><p>　　由圖14-1-90 =

97、1.12 =1.16</p><p><b>　　尺寸系數(shù)</b></p><p>　　由圖14-1-99 1.0</p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p>　　由于 , 均達(dá)到表14-1-100規(guī)定的高可靠度時(shí)，最小安全系數(shù)=1.50~1.60的要求，齒面接觸強(qiáng)度

98、核算通過(guò)。</p><p>　　6.6齒根彎曲強(qiáng)度的校核 </p><p><b>　　螺旋線載荷分布系數(shù)</b></p><p>　　mm mm</p><p><b>　　螺旋線載荷分配系數(shù)</b></p><p><b>　　齒廓系數(shù)&l

99、t;/b></p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù) </b></p><p>　　由圖14-1-98 </p><p><b>　　應(yīng)力修正系數(shù)</b></p><p>　　由圖14-1-103 </p><p><b>　

100、　重合度系數(shù)</b></p><p>　　由表14-1-104知 </p><p><b>　　螺旋角系數(shù)</b></p><p>　　由圖14-1-109，根據(jù)，查得</p><p><b>　　計(jì)算齒根應(yīng)力</b></p><p>　　因 用表14-1

101、-101中方法二</p><p>　　試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)</p><p>　　見(jiàn)表14-1-101，</p><p><b>　　壽命系數(shù)</b></p><p>　　由表14-1-108 </p><p><b>　　相對(duì)齒根角敏感系數(shù)</b></p>

102、<p>　　由8.4.2（5）①齒根圓角參數(shù) </p><p>　　用表14-1-98知： </p><p><b>　　同樣計(jì)算可知：</b></p><p>　　相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)</p><p>　　由圖14-1-118，齒根表面微觀不平度10點(diǎn)高度為時(shí) </p><p>

103、;<b>　　尺寸系數(shù)</b></p><p>　　由表14-1-109的公式</p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，取 </b></p><p><b>　　彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)</b></p><p>　　由于，均達(dá)到表14-1-100規(guī)定的高可靠度時(shí)最小安全系數(shù)的要求。輪

104、齒彎曲強(qiáng)度通過(guò)。</p><p><b>　　6.7齒輪基本參數(shù)</b></p><p><b>　　第7章 結(jié)論</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)我完成了雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)，我的工作如下：首先，查找各種相關(guān)資料理解課題，整理自己的思路及設(shè)計(jì)步驟；其次，選擇合適的三維設(shè)計(jì)軟件，接著就開(kāi)始學(xué)習(xí)solid

105、edge；然后，根據(jù)老師提出的設(shè)計(jì)要求，確定結(jié)構(gòu)方案并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)計(jì)算、校合；最后，完成整個(gè)結(jié)構(gòu)的三維造型和裝配，進(jìn)而完成工程圖。從最終的結(jié)果來(lái)看，本設(shè)計(jì)方案較好的滿足了所提出的設(shè)計(jì)要求，并且在一些部位有了改進(jìn)和創(chuàng)新。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　崔旭芳，周英.數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理和設(shè)計(jì)[J].磚瓦，2008，No.6：25

106、-27；</p><p>　　趙群，加工中心回轉(zhuǎn)工作臺(tái)部件的結(jié)構(gòu)分析[J]，設(shè)備設(shè)計(jì)與維修，2002，NO.5：35-36；</p><p>　　杜玉湘,陸啟建,劉明燈.五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2008,No.3；</p><p>　　楊堅(jiān),劉湖蘭，用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行分度的經(jīng)驗(yàn)[J]，機(jī)械制造，1998，NO.7：6-6；</p&g

107、t;<p>　　張曙，U.Heisel.并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003；</p><p>　　楊春華，徐耀坤，普通回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的改進(jìn)[J]，摩托車(chē)技術(shù)，2003，NO.11：27-27；</p><p>　　畢承恩，丁乃建等.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床（下冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991；</p><p>　　焦志賢，顧瑞華，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)

108、分度的改進(jìn)[J]，機(jī)械工藝師，1995，NO.9：23-23；</p><p>　　李佳.數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001：93-95；</p><p>　　楊惠忠，大型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)安裝調(diào)試中的誤差分離與補(bǔ)償技術(shù)的研究[J]，機(jī)械，VOL32，NO.6：22-24；</p><p>　　機(jī)械工業(yè)部.機(jī)床、鑄鍛機(jī)械及工具產(chǎn)品選用手冊(cè)（上冊(cè)）[M].北

109、京：兵器工業(yè)出版社，1994：519-521；</p><p>　　孫德洲，采用雙楔環(huán) - 鋼球定位的新型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)[J]，工藝與裝備，2005，NO.4：82-84；</p><p>　　現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006:2134-2139；</p><p>　　焦志賢，顧瑞華，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度的改進(jìn)[J

110、]，機(jī)械工藝師，1995，NO.9：23-23；</p><p>　　實(shí)用機(jī)床附件手冊(cè)編委會(huì).實(shí)用機(jī)床附件手冊(cè)[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,1997:195-208；</p><p>　　楊惠忠，大型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)安裝調(diào)試中的誤差分離與補(bǔ)償技術(shù)的研究[J]，機(jī)械，VOL32，NO.6：22-24；</p><p>　　羅學(xué)科,謝富春.數(shù)控原理與數(shù)控機(jī)床[M].北京:

111、化學(xué)工業(yè)出版社,工業(yè)裝備與信息工程出版中心,2004:176-781；</p><p>　　林宋,田建君.數(shù)控機(jī)床[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,工業(yè)裝備與信息工程出版中心,2003:145-146；</p><p>　　韓鴻鸞.數(shù)控機(jī)床維修實(shí)例[M].北京:中國(guó)電力出版社,2006:127-133；</p><p>　　龐志偉，數(shù)控鏜床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)維修調(diào)整[J]，設(shè)備

112、管理與維修，2007，NO.3：59-59；</p><p>　　王文勇.雙導(dǎo)程蝸桿副在設(shè)備維修中的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床,1998:13-14；</p><p>　　韓嘉富.跨世紀(jì)的思考-我國(guó)機(jī)床附件發(fā)展向何處去[J].機(jī)械制造,1999:6-8；</p><p>　　Chen-hua She and zhao-tang Huang.Postprocessor

113、 development of a five–axis machine tool with nutating head and table configuration [J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2008,9: 728-740；</p><p>　　Richard R.Kibbe,John E.Neely,R

114、oland O.Meyer,Warren T.White.Machine Tool Practices[M].John Wiley&Sons,1979:645-647； </p><p>　　Fitsos,Pete,PhD.Astudyonanovelfiveaxismachinetoolusingdirectdrive[M].UNIVE RSITY OF CALIFONIA,DAVIS,2002

115、；</p><p>　　Hwang,JiSeon,PhD.Five-axisNCmachiningofcompoundsculpturedsurfaces[M].P URDUEUNIVERSITY,1997；</p><p>　　CharlesH. Barron. Numberical Control for Machine Tools[M]. McGraw-Hill,1971

116、</p><p>　　Alan Richter.A look at applications and considerations for NC rotary tables[J].Cutting Tool engineering,2004,56.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在論文即將完成之際，我謹(jǐn)向?qū)ξ姨峁o(wú)

117、私幫助的老師和同學(xué)們表示真誠(chéng)的敬意和衷心的感謝??！</p><p>　　在整個(gè)畢設(shè)過(guò)程中，得到了高峰教授的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，高老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。除了敬佩高老師的專(zhuān)業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向高老師致以誠(chéng)摯的謝意和

118、崇高的敬意！</p><p>　　李艷老師和楊新剛老師也給了我許多支持和幫助，在此請(qǐng)接受我真誠(chéng)的謝意！同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。</p><p>　　感謝我遠(yuǎn)在家鄉(xiāng)的爸爸媽媽?zhuān)兄x你們省吃儉用為我提供的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我能夠有幸接受大學(xué)教育，體驗(yàn)沐浴在知識(shí)海洋中的快樂(lè)。祝愿你們身體健康??！</p><p>　　最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)