畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）曲軸中心孔加工機(jī)床設(shè)計(jì)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)部件設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師工作單位設(shè)計(jì)(論文)題目曲軸中心孔加工機(jī)床設(shè)計(jì)-數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)部件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 曲軸中心孔加工機(jī)床設(shè)計(jì)-總體參數(shù)及總體布局設(shè)計(jì)，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)部件設(shè)計(jì)及主要零件設(shè)計(jì)要求完成的主要任務(wù)及其時(shí)間安排: 1. 總體方案及布局方案，開(kāi)題報(bào)告； 2. 機(jī)床總體設(shè)計(jì)； 3. 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)部件； 4. 主要零件設(shè)計(jì)； 5. 外文翻譯； 6. 說(shuō)明書(shū)。必讀參考資料： 1. 實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè) 2. 機(jī)床設(shè)計(jì) 3. 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 第一冊(cè)：上，下 4. 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二冊(cè)：上，下 5. 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 第五冊(cè)：上 6. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 7. 機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) 8

2、. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)指導(dǎo)教師簽名： 教研室主任簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題目曲軸中心孔加工機(jī)床設(shè)計(jì)-數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)部件設(shè)計(jì)1目的及意義： 曲軸是汽車(chē)、拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要而且承受負(fù)荷最復(fù)雜的零件，被稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，其性能好壞直接影響汽車(chē)的壽命，國(guó)內(nèi)、外對(duì)其研究開(kāi)發(fā)都很重視。在加工工藝方面，由于國(guó)外大多采用了先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備，而國(guó)內(nèi)人多以手動(dòng)設(shè)備為主，精度就比較差，這就要求我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)加工工藝的過(guò)程中充分考慮各方面的因素，在借鑒國(guó)外先進(jìn)的工藝方案的同時(shí)充分考慮現(xiàn)有設(shè)備資源的利用和改造，達(dá)到少投入，大收益的目的。 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是數(shù)控機(jī)床上的關(guān)鍵功能部件之一，主要用于與機(jī)床配套，完成機(jī)床的各種功能，對(duì)保證

3、機(jī)床基本功能的充分使用，擴(kuò)大機(jī)床的使用工藝性能、使用范圍、保證加工精度、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面都起著重要的作用 。因此，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展水平便成為整個(gè)機(jī)床工業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的主要功能部件,在機(jī)械加工制造中起著極其重要的作用,數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)的定位精度,速度精度和速度平穩(wěn)性是高檔數(shù)控機(jī)床的重要指標(biāo)。 對(duì)于高精度的機(jī)械加工,要求轉(zhuǎn)臺(tái)具有穩(wěn)定的最低速度以及低速時(shí)高的工作精度。因此,轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)的低速問(wèn)題則成為研究高精度加工制造的重要課題之一。轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)低速工作精度主要受到以摩擦力矩、電機(jī)波動(dòng)力矩為主的擾動(dòng)力矩的影響,而摩擦力矩、電機(jī)波動(dòng)力矩的減小又受到轉(zhuǎn)

4、臺(tái)制造工藝水平的限制,所以,轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)的低速特性以及抖動(dòng)補(bǔ)償研究,對(duì)研制高精度數(shù)控機(jī)床,具有相當(dāng)重要的意義。 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。作為數(shù)控機(jī)床的主要功能部件，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)在整個(gè)機(jī)床工具行業(yè)中的作用越來(lái)越重要。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的出現(xiàn)，為加工中心和數(shù)控銑床提供了回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，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。目前國(guó)內(nèi)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的配套市場(chǎng)除了國(guó)產(chǎn)（含臺(tái)灣地區(qū)）品牌以外，主要有日本、德國(guó)、美國(guó)等幾個(gè)公司品牌，高端市場(chǎng)幾乎沒(méi)有國(guó)產(chǎn)品牌，主機(jī)采用境外產(chǎn)品配套的，占有不小的比例。

5、與國(guó)際市場(chǎng)的著名品牌相比，我們的技術(shù)參數(shù)與指標(biāo)落后于其尖端產(chǎn)品（比如材料、轉(zhuǎn)速、承載能力、分度定位精度等）；普及型產(chǎn)品的可靠性、耐用度、精度保持性方面都比歐美和日本差一些，外觀造型也不盡如人意。所以我們應(yīng)該保持清醒的頭腦，認(rèn)清嚴(yán)峻的形勢(shì)，奮起直追，努力打造精品、提高配套水平。2基本內(nèi)容和技術(shù)方案： 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)從結(jié)構(gòu)上可以分為幾個(gè)部分：驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、分度定位、剎緊等機(jī)構(gòu)。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)傳動(dòng)部分，將由系統(tǒng)控制的驅(qū)動(dòng)傳遞到需轉(zhuǎn)動(dòng)角度的工作臺(tái)臺(tái)面，實(shí)現(xiàn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分度轉(zhuǎn)位。本次設(shè)計(jì)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)最好要符合以下的主要指標(biāo)：良好的分度精度和重復(fù)定位精度、精度保持性、承載能力、密封性能、足夠的剎緊力和回轉(zhuǎn)

6、定位速度。所以數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)力部分采用步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力，用一個(gè)彈性聯(lián)軸器把蝸桿和電機(jī)軸連接起來(lái)，把運(yùn)動(dòng)傳遞給蝸桿。蝸輪蝸桿副采用雙導(dǎo)程蝸桿副，用以彌補(bǔ)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)在實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的時(shí)候蝸輪蝸桿副的嚙合間隙。剎緊機(jī)構(gòu)采用氣壓缸夾緊。本次設(shè)計(jì)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)如下： 最大回轉(zhuǎn)直徑： 800mm 伺服電機(jī)功率： 3kw 轉(zhuǎn)臺(tái)的速度范圍： 5r/min10r/min 轉(zhuǎn)臺(tái)的定位精度： 20 工作臺(tái)t型槽的寬度： 16mm 轉(zhuǎn)臺(tái)的總體高度： 350mm 本次設(shè)計(jì)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的大致方案如下圖所示：3進(jìn)度安排：1）準(zhǔn)備階段（3月5日3月20日）搜集有關(guān)資料，準(zhǔn)備參考資料；2）完成開(kāi)題報(bào)告及論文大綱交老師批閱（3月

7、21日3月26日）；3）初步方案設(shè)計(jì)，草圖繪制，必要的設(shè)計(jì)計(jì)算（3月27日4月25日）；4）完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要圖紙工作、說(shuō)明書(shū)初稿（4月25日5月10日）；5）交老師審稿(對(duì)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題進(jìn)行即時(shí)修改)（5月10日5月28日）；6）完成說(shuō)明書(shū)、全部圖紙工作、答辯提綱，準(zhǔn)備答辯階段（5月29日6月10日）；7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯階段（6月中旬）。4指導(dǎo)老師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：1. 開(kāi)題報(bào)告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫(xiě)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始后三周內(nèi)完成；2設(shè)計(jì)的目的及意義至少800字，基本內(nèi)容和技術(shù)方案至少400字；3指導(dǎo)教師意見(jiàn)應(yīng)從選題的理論或?qū)嶋H價(jià)值出

8、發(fā)，闡述學(xué)生利用的知識(shí)、原理、建立的模型正確與否、學(xué)生的論證充分否、學(xué)生能否完成課題，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。鄭 重 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人簽名： 日期： 2010年6月 目 錄摘 要9abstract101 緒論111.1 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展概況及背景121.2 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分類(lèi)121.3 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)122 總體方案論證132.1 采用步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力132.2 采用雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪傳動(dòng)142.3 采用高精

9、度蝸桿蝸輪分度定位172.4 采用剎緊片用氣壓剎緊的方式173 機(jī)械部分設(shè)計(jì)173.1 傳動(dòng)系統(tǒng)方案擬定173.2 轉(zhuǎn)臺(tái)體設(shè)計(jì)173.3 蝸輪蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算194 各主要零部件的加工工藝要求224.1 臺(tái)面224.2 內(nèi)杯234.3 底座244.4 中心軸25參 考 文 獻(xiàn)26設(shè) 計(jì) 心 得27致 謝28摘 要 為了擴(kuò)大工藝范圍和數(shù)控機(jī)床的加工性能，以適應(yīng)不同零件的加工要求，提高生產(chǎn)率，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，除x、y、z三個(gè)坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外，往往還帶有繞xyz 三個(gè)基本坐標(biāo)軸的圓周運(yùn)動(dòng)。而通常數(shù)控機(jī)床的圓周運(yùn)動(dòng)是由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它們的功

10、用各不相同，分度工作臺(tái)的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動(dòng)換刀裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)工件的一次安裝能完成幾個(gè)面的多種加工工序。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 本次設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)及相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，包括轉(zhuǎn)臺(tái)本體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中轉(zhuǎn)臺(tái)本體包括：驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、分度定位、剎緊等機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)系統(tǒng)包括齒輪傳動(dòng)和渦輪蝸桿傳動(dòng)；控制系統(tǒng)由單片機(jī)控制；整個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)abstract in order to expand the technology scope and th

11、e processing performance of cnc machine tools to meet different machining requirements, improve productivity, numerical control machine tool feed motion, in addition to x, y, z three axes of linear feed motion, the often also with there are around three basic axes xyz circular motion. cnc machine to

12、ols usually circular motion is achieved by the rotary table. degree of common table and a hand rotary table cnc rotary table, and their functions vary, the function of indexing table is shifted for the workpiece surface, and automatic tool changer with the use of an installation of the work piece to

13、 complete a variety of several surface finishing processes. the nc rotary indexing table and translocation in addition to the features, but also to achieve circular feed motion. this design is the comprehensive use of mechanical technology, drive control technology and detection technology design an

14、d relevant knowledge of rotary worktable cnc design. including the turntable ontology design, the transmission system design and control system design. one turret ontology include: driver, transmission, orientation, brake tight, etc. transmission systems including gear and turbine worm transmission.

15、 key words: cnc ；rotary worktable ；transmission1 緒論 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的機(jī)件之一。曲軸一般用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。為提高耐磨性和耐疲勞強(qiáng)度，軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理，并經(jīng)精磨加工，以達(dá)到較高的表面硬度和表面粗糙度的要求。它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動(dòng)力，傳給底盤(pán)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機(jī)等。 工作時(shí)，曲軸受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復(fù)雜，并且承受交變負(fù)荷的沖擊作用。同時(shí)，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度，具有良好的承受沖擊載荷的能力

16、，耐磨損且潤(rùn)滑良好。 曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個(gè)主軸頸、一個(gè)連桿軸頸和一個(gè)曲柄組成了一個(gè)曲拐，曲軸的曲拐數(shù)目等于汽缸數(shù)(直列式發(fā)動(dòng)機(jī))；v型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。 主軸頸是曲軸的支承部分，通過(guò)主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數(shù)目不僅與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)目有關(guān)，還取決于曲軸的支承方式。曲軸的支承方式一般有兩種，一種是全支承曲軸，另一種是非全支承曲軸。 全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個(gè)，即每一個(gè)連桿軸頸兩邊都有一個(gè)主軸頸。如六缸發(fā)動(dòng)機(jī)全支承曲軸有七個(gè)主軸頸。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)全支承曲軸有五個(gè)主軸頸。這種支承，曲軸的強(qiáng)度和剛度都比較好，并且減輕

17、了主軸承載荷，減小了磨損。柴油機(jī)和大部分汽油機(jī)多采用這種形式。非全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目少或與氣缸數(shù)目相等。這種支承方式叫非全支承曲軸，雖然這種支承的主軸承載荷較大，但縮短了曲軸的總長(zhǎng)度，使發(fā)動(dòng)機(jī)的總體長(zhǎng)度有所減小。有些汽油機(jī)，承受載荷較小可以采用這種曲軸型式。 曲軸的連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，通過(guò)曲柄與主軸頸相連，在連接處用圓弧過(guò)渡，以減少應(yīng)力集中。直列發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿軸頸數(shù)目和氣缸數(shù)相等。v型發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿軸頸數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。 曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來(lái)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡的離心力矩，有時(shí)還用來(lái)平

18、衡一部分往復(fù)慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 曲軸前端裝有正時(shí)齒輪，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和水泵的皮帶輪以及起動(dòng)爪等。為了防止機(jī)油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個(gè)甩油盤(pán)，在齒輪室蓋上裝有油封。曲軸的后端用來(lái)安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成檔油凸緣與回油螺紋，以阻止機(jī)油向后竄漏。 曲軸的形狀和曲拐相對(duì)位置(即曲拐的布置)取決于氣缸數(shù)、氣缸排列和發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序。安排多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序應(yīng)注意使連續(xù)作功的兩缸相距盡可能遠(yuǎn)，以減輕主軸承的載荷，同時(shí)避免可能發(fā)生的進(jìn)氣重疊現(xiàn)象。作功間隔應(yīng)力求均勻，也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)在完成一個(gè)工作循環(huán)的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，每個(gè)氣缸都應(yīng)發(fā)火作功一次，而且各缸發(fā)火的間隔時(shí)間以曲軸轉(zhuǎn)角表示，稱(chēng)為發(fā)火

19、間隔角。四行程發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩圈，其轉(zhuǎn)角為720，在曲軸轉(zhuǎn)角720內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸應(yīng)該點(diǎn)火作功一次。且點(diǎn)火間隔角是均勻的，因此四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火間隔角為720/i，(i為氣缸數(shù)目)，即曲軸每720/i，就應(yīng)有一缸作功，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 1.1 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展概況及背景 近年來(lái)我國(guó)正逐漸成為世界制造中心，數(shù)控機(jī)床與裝備的發(fā)展得到了高度重視，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)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)

20、廠家，在近期的主要任務(wù)是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研制高精度、高剛性、高回轉(zhuǎn)速度的多功能轉(zhuǎn)臺(tái)。 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。作為數(shù)控機(jī)床的主要功能部件，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)在整個(gè)機(jī)床工具行業(yè)中的作用越來(lái)越重要。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的出現(xiàn)，為加工中心和數(shù)控銑床提供了回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，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。1.2 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分類(lèi) 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分類(lèi)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)按照不同分類(lèi)方法大致有以下幾大類(lèi)：（1）按照分度形式可分為等分轉(zhuǎn)臺(tái)和任意分度轉(zhuǎn)臺(tái)。（2）按照驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓轉(zhuǎn)臺(tái)和電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)。（3）按照安裝方式可分

21、為立臥轉(zhuǎn)臺(tái)和立式轉(zhuǎn)臺(tái)。（4）按照回轉(zhuǎn)軸軸數(shù)可分為單軸轉(zhuǎn)臺(tái)、可傾轉(zhuǎn)臺(tái)（兩軸聯(lián)動(dòng)）和多軸并聯(lián)轉(zhuǎn)臺(tái)。1.3 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)從結(jié)構(gòu)上可以分為幾個(gè)部分：驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、分度定位、剎緊等機(jī)構(gòu)。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)傳動(dòng)部分，將由系統(tǒng)控制的驅(qū)動(dòng)傳遞到需轉(zhuǎn)動(dòng)角度的工作臺(tái)臺(tái)面，實(shí)現(xiàn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分度轉(zhuǎn)位。（1）驅(qū)動(dòng) 液壓轉(zhuǎn)臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)齒條或液壓馬達(dá)，通過(guò)齒條驅(qū)動(dòng)齒輪或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪的方式進(jìn)行動(dòng)力提供；而電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)則采用伺服電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。（2）傳動(dòng) 有齒條齒輪傳動(dòng)、蝸桿蝸輪傳動(dòng)幾種方式。電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)一般是通過(guò)一對(duì)齒輪（或者是用聯(lián)軸器直接與蝸桿相連）將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞到蝸桿，帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行分度；液壓轉(zhuǎn)臺(tái)，采用

22、液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，類(lèi)似于電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)；采用齒輪齒條的，則是通過(guò)由活塞驅(qū)動(dòng)的齒條帶動(dòng)與之嚙合的與臺(tái)面相對(duì)固定齒輪進(jìn)行分度。（3）分度定位 等分轉(zhuǎn)臺(tái)一般采用端齒盤(pán)分度定位，任意分度轉(zhuǎn)臺(tái)一般采用高精度蝸桿蝸輪分度定位。采用端齒盤(pán)分度定位的轉(zhuǎn)臺(tái)中，又有兩聯(lián)齒盤(pán)和三聯(lián)齒盤(pán)之分。兩聯(lián)齒盤(pán)分度定位，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，動(dòng)、定兩個(gè)齒盤(pán)直接嚙合，分度運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)定齒盤(pán)首先進(jìn)行脫開(kāi)嚙合運(yùn)動(dòng)，這一運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)在轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)面上有一定量的抬起動(dòng)作，臺(tái)面的抬起量與定齒盤(pán)和動(dòng)齒盤(pán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)量相一致。三聯(lián)齒盤(pán)分度定位，從結(jié)構(gòu)上比兩聯(lián)齒盤(pán)復(fù)雜，動(dòng)定齒盤(pán)不直接進(jìn)行嚙合，而是通過(guò)一公用齒盤(pán)進(jìn)行嚙合過(guò)渡，齒盤(pán)的嚙合與脫開(kāi)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)公用齒盤(pán)的移動(dòng)來(lái)

23、完成的，公用齒盤(pán)的抬起不表現(xiàn)在轉(zhuǎn)臺(tái)的臺(tái)面上。也就是說(shuō)采用三聯(lián)齒盤(pán)分度定位的轉(zhuǎn)臺(tái)，運(yùn)行過(guò)程中臺(tái)面不需抬起，但嚙合剛性比兩聯(lián)齒盤(pán)結(jié)構(gòu)稍差。采用端齒盤(pán)分度定位的等分轉(zhuǎn)臺(tái)，其分度定位端齒盤(pán)包括向心齒、直齒、弧面齒等形式，為達(dá)到高精度的分度，端齒盤(pán)一般采用淬硬鋼齒面磨削的工藝方法，產(chǎn)品可達(dá)到高剛性與高精度的要求。但其分度等分?jǐn)?shù)受齒盤(pán)齒數(shù)的限制。采用蝸桿蝸輪分度的轉(zhuǎn)臺(tái)，分度元件為蝸桿蝸輪副（蝸桿有圓柱蝸桿、單頭單導(dǎo)程蝸桿、單頭雙導(dǎo)程蝸桿、多頭蝸桿和直線環(huán)面以及平面包絡(luò)蝸桿等形式）。一般蝸桿材料選用淬火鋼，蝸輪材料一般采用耐磨銅合金。其分度等分?jǐn)?shù)不受限制，分度定位精度直接決定于蝸桿蝸輪的加工精度。（4）剎緊

24、機(jī)構(gòu)常用制動(dòng)機(jī)構(gòu)：液壓制動(dòng)和氣壓制動(dòng)。根據(jù)目前液壓產(chǎn)品存在漏油情況易造成環(huán)境污染，同時(shí)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)制動(dòng)力不大，氣壓制動(dòng)就可以滿足要求 。采用氣壓缸作為工作臺(tái)的夾緊裝置，以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)夾具具有很多的優(yōu)點(diǎn)：第一，空氣可以從大氣中取之不竭，無(wú)介質(zhì)費(fèi)用和供應(yīng)上的困難，管道不易堵塞，亦不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充、更換等問(wèn)題，空氣的粘度很小，一般阻力損失不到油路阻力損失的四分之一；第二，壓縮空的工作壓力較小(一般0408mpa)，因此可降低氣動(dòng)元件的材質(zhì)和制造精度上的要求，由于空氣流速快，所以氣動(dòng)系統(tǒng)具有工作迅速，反應(yīng)靈敏的特點(diǎn)，可縮短輔助時(shí)間。2 總體方案論證 本設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控回轉(zhuǎn)

25、工作臺(tái)。 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)從結(jié)構(gòu)上可以分為幾個(gè)部分：驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、分度定位、剎緊等機(jī)構(gòu)。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)傳動(dòng)部分，將由系統(tǒng)控制的驅(qū)動(dòng)傳遞到需轉(zhuǎn)動(dòng)角度的工作臺(tái)臺(tái)面，實(shí)現(xiàn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分度轉(zhuǎn)位。所設(shè)計(jì)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)最好要符合以下的主要指標(biāo)：良好的分度精度和重復(fù)定位精度、精度保持性、承載能力、密封性能、足夠的剎緊力和回轉(zhuǎn)定位速度。 在本次的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)中，還有一些主要需要解決的問(wèn)題有： 1.如何消除蝸輪蝸桿傳動(dòng)副在實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的時(shí)候所存在的嚙合間隙； 2.裝配時(shí)如何保證蝸桿與蝸輪即轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)面的回轉(zhuǎn)中心軸的垂直度； 3.如何彌補(bǔ)蝸桿在工作過(guò)程中由于發(fā)熱而產(chǎn)生的熱變形伸縮。下面對(duì)本設(shè)計(jì)采用的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證：2.1 采用步進(jìn)電

26、機(jī)提供動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)液壓轉(zhuǎn)臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)齒條或液壓馬達(dá)，通過(guò)齒條驅(qū)動(dòng)齒輪或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪的方式進(jìn)行動(dòng)力提供；而電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)則采用伺服電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。 目前可以實(shí)現(xiàn)伺服控制的電機(jī)有：步進(jìn)電機(jī)，直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。其中，直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)作為進(jìn)給電動(dòng)機(jī)通常用于閉環(huán)或半閉環(huán)伺服系統(tǒng)中。 而在開(kāi)環(huán)控制的系統(tǒng)的組成：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，工作原理：將電脈沖信號(hào)裝換成角位移的一種電機(jī)式數(shù)模轉(zhuǎn)換器。根據(jù)控制系統(tǒng)要求必須選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。同時(shí)這也是目前同類(lèi)產(chǎn)品中大部分采用的設(shè)計(jì)組合方案。從市場(chǎng)價(jià)格和需求上采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也比采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和較高適應(yīng)性。使用步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)

27、臺(tái)精確的轉(zhuǎn)動(dòng)和定位。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)還有如下特點(diǎn)：（1） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比，因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后，沒(méi)有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。（2） 由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非?？煽俊＃?） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速。（4） 速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得較大轉(zhuǎn)矩，因此，一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 綜上所述，因?yàn)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)相對(duì)價(jià)格低廉，容易控制，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，并且能滿足數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制要求，所以用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行工作很合適。2.2 采用雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪傳動(dòng)傳動(dòng)有齒條齒輪傳動(dòng)、蝸桿蝸輪傳

28、動(dòng)幾種方式。電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)一般是通過(guò)一對(duì)齒輪（或者是用聯(lián)軸器直接與蝸桿相連）將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞到蝸桿，帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行分度；液壓轉(zhuǎn)臺(tái)，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，類(lèi)似于電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)；采用齒輪齒條的，則是通過(guò)由活塞驅(qū)動(dòng)的齒條帶動(dòng)與之嚙合的與臺(tái)面相對(duì)固定齒輪進(jìn)行分度。各運(yùn)動(dòng)副間隙應(yīng)調(diào)整至最小，運(yùn)行一段時(shí)間，運(yùn)動(dòng)副磨損后，其產(chǎn)生的間隙必須有補(bǔ)償環(huán)節(jié)。如齒輪副之間應(yīng)有調(diào)整齒側(cè)隙的調(diào)整墊，蝸桿副必須采用可調(diào)節(jié)間隙的雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副。普通圓柱蝸桿的齒面(除zk型蝸桿外)一般是在車(chē)床上用直線刀刃的車(chē)刀車(chē)制的。根據(jù)車(chē)刀安裝位置的不同，所加工出的蝸桿齒面在不同截面中的齒廓曲線也不同。根據(jù)不同的齒廓曲線，普通圓柱蝸桿可分為阿基米

29、德蝸桿(za蝸桿)、漸開(kāi)線蝸桿(zi蝸桿)、法向直廓蝸桿(zn蝸桿)和錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(zk蝸桿)等四種。gb10085-88推薦采用zi蝸桿和zk蝸桿兩種。現(xiàn)將上述四種普通圓柱蝸桿傳動(dòng)所用的蝸桿及配對(duì)的蝸輪齒形分別介紹于后： 阿基米德蝸桿(za蝸桿)這種蝸桿，在垂直于蝸桿軸線的平面(即端面)上，齒廓為阿基米德螺旋線，在包含軸線的平面上的齒廓(即軸向齒廓)為直線，其齒形角0=20。它可在車(chē)床上用直線刀刃的單刀(當(dāng)導(dǎo)程角3時(shí))或雙刀(當(dāng)3時(shí))車(chē)削加工。安裝刀具時(shí)，切削刃的頂面必須通過(guò)蝸桿的軸線，如圖阿基米德蝸桿所示。這種蝸桿磨削困難，當(dāng)導(dǎo)程角較大時(shí)加工不便。見(jiàn)動(dòng)畫(huà) 法向直廓蝸桿(zn蝸桿)這種蝸

30、桿的端面齒廓為延伸漸開(kāi)線，法面(n-n)齒廓為直線。zn蝸桿也是用直線刀刃的單刀或雙刀在車(chē)床上車(chē)削加工。這種蝸桿磨削起來(lái)也比較困難。見(jiàn)動(dòng)畫(huà) 漸開(kāi)線蝸桿(zi蝸桿)這種蝸桿的端面齒廓為漸開(kāi)線,所以它相當(dāng)于一個(gè)少齒數(shù)(齒數(shù)等于蝸桿頭數(shù))、大螺旋角的漸開(kāi)線圓柱斜齒輪。zi蝸桿可用兩把直線刀刃的車(chē)刀在車(chē)床上車(chē)削加工。刀刃頂面應(yīng)與基圓柱相切，其中一把刀具高于蝸桿軸線，另一把刀具則低于蝸桿軸線。刀具的齒形角應(yīng)等于蝸桿的基圓柱螺旋角。這種蝸桿可以在專(zhuān)用機(jī)床上磨削。見(jiàn)動(dòng)畫(huà) 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(zk蝸桿)這是一種非線性螺旋曲面蝸桿。它不能在車(chē)床上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削。加工時(shí)，除工件作螺旋運(yùn)動(dòng)外，刀

31、具同時(shí)繞其自身的軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，銑刀(或砂輪)回轉(zhuǎn)曲面的包絡(luò)面即為蝸桿的螺旋齒面，在i-i及n-n截面上的齒廓均為曲線。這種蝸桿便于磨削，蝸桿的精度較高，應(yīng)用日漸廣泛。 至于與上述各類(lèi)蝸桿配對(duì)的蝸輪齒廓，則完全隨蝸桿的齒廓而異。蝸輪一般是在滾齒機(jī)上用滾刀或飛刀加工的。為了保證蝸桿和蝸輪能正確嚙合，切削蝸輪的滾刀齒廓，應(yīng)與蝸桿的齒廓一致；深切時(shí)的中心距，也應(yīng)與蝸桿傳動(dòng)的中心距相同。 雙導(dǎo)程蝸輪副與普通蝸輪副的區(qū)別是，雙導(dǎo)程蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的導(dǎo)程，而同一側(cè)的導(dǎo)程則是相等的。因?yàn)樵撐仐U的齒厚從蝸桿的一端向另一端均勻地逐漸增厚或減薄，所以雙導(dǎo)程蝸桿又稱(chēng)變齒厚蝸桿。故可用軸向移動(dòng)蝸桿的

32、方法來(lái)消除或調(diào)整蝸輪副的嚙合間隙。 雙導(dǎo)程蝸輪副的嚙合原理與一般蝸輪副的嚙合原理相同。蝸桿的軸向截面相當(dāng)于基本齒條，蝸輪則相當(dāng)于與其嚙合的齒輪。雖然蝸桿齒左右側(cè)面具有不同的齒距（即不同的模數(shù)，），但因同一側(cè)面的齒距相同，故沒(méi)有破壞嚙合條件，當(dāng)軸向移動(dòng)蝸桿后，也能保證良好嚙合。 而目前市場(chǎng)中眾多產(chǎn)品普遍采用雙導(dǎo)程渦輪蝸桿減速，其有以下優(yōu)點(diǎn)： 第一 嚙合間隙可以調(diào)的很小，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)，側(cè)隙調(diào)整可以小至0.01mm0.015mm。而普通蝸桿渦輪副一般只能達(dá)到0.03mm0.08mm，如果再小，就容易產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。因此，雙導(dǎo)程渦輪蝸桿副可以在較小的側(cè)隙下工作，對(duì)提高數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分度精度非常有利。 第二

33、普通渦輪蝸桿副是以蝸桿沿渦輪作徑向移動(dòng)來(lái)調(diào)整嚙合間隙，因此改變了傳動(dòng)副的中心距，從嚙合原理角度來(lái)看，這是很不合理的。因?yàn)楦淖冎行木鄷?huì)引起齒面接觸情況變差，甚至加深它們的磨損而不利于保持渦輪蝸桿副的精度;而雙導(dǎo)程渦輪蝸桿副是用蝸桿軸向移動(dòng)來(lái)調(diào)整嚙合側(cè)隙的，不會(huì)改變它們的中心距，可以避免上述缺點(diǎn)。 第三 雙導(dǎo)程渦輪蝸桿副使用修磨調(diào)整環(huán)來(lái)控制調(diào)整量，調(diào)整準(zhǔn)確，方便可靠；而普通蝸桿渦輪的徑向調(diào)整量較難掌握，調(diào)整時(shí)也容易產(chǎn)生蝸桿軸線歪斜。 第四 雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副的蝸桿支撐直接做在支座上，只需保證支承中心線與蝸輪中截面重合，中心距公差可略微放寬，裝配時(shí)，用調(diào)整環(huán)來(lái)獲得合適的嚙合側(cè)隙，這是普通蝸桿蝸輪副無(wú)法

34、辦到的。傳動(dòng)鏈最末一級(jí)必須采用蝸桿蝸輪副，來(lái)提高傳動(dòng)鏈剛度。2.3 采用高精度蝸桿蝸輪分度定位 分度定位等分轉(zhuǎn)臺(tái)一般采用端齒盤(pán)分度定位，任意分度轉(zhuǎn)臺(tái)一般采用高精度蝸桿蝸輪分度定位。采用蝸桿蝸輪分度的轉(zhuǎn)臺(tái)，分度元件為蝸桿蝸輪副（蝸桿有圓柱蝸桿單頭單導(dǎo)程蝸桿、單頭雙導(dǎo)程蝸桿、多頭蝸桿 和直線環(huán)面以及平面包絡(luò)蝸桿等形式）。一般蝸桿材料選用淬火鋼，蝸輪材料一般采用耐磨銅合金。其分度等分?jǐn)?shù)不受限制，分度定位精度直接決定于蝸桿蝸輪的加工精度。2.4 采用剎緊片用氣壓剎緊的方式 采用氣壓缸作為工作臺(tái)的夾緊裝置，以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)夾具具有很多的優(yōu)點(diǎn)：第一 空氣可以從大氣中取之不竭，無(wú)介質(zhì)費(fèi)用和供應(yīng)上的困

35、難，管道不易堵塞，亦不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充、更換等問(wèn)題，空氣的粘度很小，一般阻力損失不到油路阻力損失的四分之一；第二 壓縮空的工作壓力較小(一般0.40.8mpa)，因此可降低氣動(dòng)元件的材質(zhì)和制造精度上的要求，由于空氣流速快，所以氣動(dòng)系統(tǒng)具有工作迅速，反應(yīng)靈敏的特點(diǎn)，可縮短輔助時(shí)間。剎緊機(jī)構(gòu)等分轉(zhuǎn)臺(tái)的剎緊一般采用氣壓，給相互嚙合的齒盤(pán)施加一定的壓力，使端齒盤(pán)可靠嚙合定位。任意分度的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，較多采用脹緊套或剎緊片用液壓或氣壓剎緊的方式，剎緊可靠性比較高，此處采用氣壓方式。綜上，本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力、采用雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪傳動(dòng)、采用高精度蝸桿蝸輪分度定位、采用剎緊片用氣壓或剎緊的方式。3 機(jī)械部

36、分設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)方案擬定 初步擬定傳動(dòng)部分有步進(jìn)電機(jī)、齒輪、渦輪蝸桿、工作臺(tái)等。3.2 轉(zhuǎn)臺(tái)體設(shè)計(jì) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于數(shù)控鏜床和銑床，其外形和通用工作臺(tái)幾乎一樣，但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊都是由給定的指令進(jìn)行控制的。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)，由蝸桿傳給蝸輪。 為了消除蝸桿副的傳動(dòng)間隙，采用了雙螺距漸厚蝸桿，通過(guò)移動(dòng)蝸桿的軸向位置來(lái)調(diào)整間隙。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因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。 當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部的輻射方向

37、裝有6對(duì)夾緊瓦，并在底座上均布同樣數(shù)量的小氣壓缸。當(dāng)小氣壓缸的下腔接通壓力氣時(shí)，活塞推動(dòng)導(dǎo)桿并夾緊蝸輪。在工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，先使小氣壓缸的下腔接通回氣路，在彈簧的作用下，導(dǎo)桿下移動(dòng)，夾緊瓦將蝸輪松開(kāi)。 滾子軸承保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。本次設(shè)計(jì)中會(huì)多次用到滾子軸承。推力滾子軸承用于承受軸向載荷為主的軸、徑向聯(lián)合載荷，但徑向載荷不得超過(guò)軸向載荷的 55% 。與其他推力滾子軸承相比，此種軸承摩擦因數(shù)較低，轉(zhuǎn)速較高，并具有調(diào)心性能。 軸承的棍子為非對(duì)稱(chēng)型球面滾子，能減小滾子和滾道在工作中的相對(duì)滑動(dòng)，并且滾子長(zhǎng)、直徑大，滾子數(shù)量多，載荷容量高，通常采用油潤(rùn)滑，個(gè)別低速情況可用脂潤(rùn)滑。在設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用

38、；推力圓柱滾子軸承和推力滾子軸承適用于轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合，推力圓錐滾子軸承轉(zhuǎn)速稍高于推力圓柱滾子軸承。推力圓柱滾子軸承屬分離型軸承，只能承受單向軸向載荷和輕微沖擊，能夠限制軸（或外殼）一個(gè)方向的軸向位移，因此可用作單向軸向定位。但其承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于推力球軸承。滾子滾動(dòng)時(shí)，由于滾子兩端線速度不同，使?jié)L子在套圈滾道上不可避免地產(chǎn)生滑動(dòng)，因此，此類(lèi)軸承的極限轉(zhuǎn)速較推力球軸承低，通常僅適用于低速運(yùn)轉(zhuǎn)場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的推力圓柱滾子軸承采用車(chē)制金屬實(shí)體保持架，根據(jù)用戶要求，也可采用其它型式或材料的保持架。推力圓錐滾子軸承只能承受單向軸向載荷，能限制軸承單向軸向位移，故可用作單向軸向定位。與推力圓柱滾子軸承相比，承

39、載能力大、相對(duì)滑動(dòng)小，但極限轉(zhuǎn)速較低。本次設(shè)計(jì)中，支撐轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)面的軸承選用推力短圓錐滾子軸承。推力滾子軸承的大概示意圖如下圖所示： 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度主要取決于蝸桿副的傳動(dòng)精度，因而必須采用高精度蝸桿副。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)動(dòng)時(shí)，先用擋鐵壓下限位開(kāi)關(guān)，使工作臺(tái)降速，然后發(fā)出零位信號(hào)，使工作臺(tái)準(zhǔn)確地停在零位。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度，也可以作連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 其中本設(shè)計(jì)中數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械部分主要還包括內(nèi)杯，中心軸以及底座等。3.3 蝸輪蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算 雙導(dǎo)程蝸桿與普通蝸桿的區(qū)別是雙導(dǎo)程蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的導(dǎo)程，而同一側(cè)的導(dǎo)程則是相等的，因此，該蝸桿的

40、齒厚從蝸桿的一端向另一端均勻地增厚或減薄。雙導(dǎo)程蝸輪副的嚙合原理與一般蝸輪副的嚙合原理相同。蝸桿的軸向截面相當(dāng)于基本齒條，蝸輪則相當(dāng)于與其嚙合的齒輪。雖然蝸桿齒左右側(cè)面具有不同的齒距（即不同的模數(shù)，），但因同一側(cè)面的齒距相同，故沒(méi)有破壞嚙合條件，當(dāng)軸向移動(dòng)蝸桿后，也能保證良好嚙合。 查閱相關(guān)資料，直徑800mm的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可以選取電機(jī)功率為3千瓦，蝸輪的轉(zhuǎn)速為，定位為20秒，預(yù)計(jì)蝸輪蝸桿的使用壽命為th=36000h。選取蝸輪的材料為zcusn10p1，砂模鑄造，選取蝸桿的材料為45鋼，表面高頻淬火。查表可知：青銅的基本許用接觸應(yīng)力為=200mpa 鋼的接觸疲勞極限應(yīng)力為1500 mpa，彎曲疲

41、勞極限應(yīng)力為430 mpa。蝸桿傳遞的功率為： ，式中 ，是聯(lián)軸器的傳遞效率，則可知蝸桿傳遞的功率為。蝸輪傳遞的功率為： ，式中 ，是蝸桿傳動(dòng)的傳遞效率，則可知蝸輪傳遞的功率為。根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)公式為 式中 ，所以可得， ka=1，。由于這里需要實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，可取蝸桿頭數(shù)z1=1，取傳動(dòng)比為80。則可知蝸輪的齒數(shù)為z2=1*80=80，故可得 查表，可取d1=63，m=8，蝸桿直徑系數(shù)q=7.875，在z1=1，z2=80，d2=mz2=8x80=640mm。由此可以確定中心距為： 計(jì)算蝸桿的分度圓柱導(dǎo)程角 蝸桿的剛度計(jì)算蝸桿傳遞的轉(zhuǎn)矩為通過(guò)查閱相關(guān)可以查得，蝸桿的的

42、最大撓度的計(jì)算公式為： 式中， ， e=200*103mpa，i=d4f1/64=3.14*46.54/64mm4=229383.136mm4， l=0.9d2=0.9*640mm=576mm， 則有 y=d1/1000=0.063 由此可得：yy成立，即可知蝸桿的剛度是滿足要求的。 查表可得，蝸桿的螺紋長(zhǎng)度為l(11+0.06z2)m=(11+0.06*80)*8mm=126.4mm取蝸桿的螺紋長(zhǎng)度為130mm。綜上所述，本次設(shè)計(jì)的蝸輪蝸桿的相關(guān)幾何尺寸如下表所示： 名 稱(chēng) 大 小中心距a=351.5mm蝸桿的螺紋部分長(zhǎng)度l=130mm蝸桿周詳模數(shù)或者蝸輪的端面模數(shù)m=8mm蝸桿頭數(shù)z1=1

43、蝸輪齒數(shù)z2=80傳動(dòng)比i=80蝸桿直徑系數(shù)q=7.875齒頂高系數(shù)ha*=1蝸桿軸向齒距px=25.12mm蝸桿導(dǎo)程pz=25.12mm蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角=7。1413頂隙c=2mm蝸桿齒頂高h(yuǎn)a1=8mm蝸桿齒根高h(yuǎn)f1=10mm蝸桿齒高h(yuǎn)1=18mm蝸桿分度圓直徑d1=63mm蝸桿齒頂圓直徑da1=79mm蝸桿齒根圓直徑df1=43mm蝸輪分度圓直徑d2=640mm蝸輪喉圓直徑da2=656mm蝸輪齒根圓直徑df2=620mm蝸輪外徑de2=670mm蝸輪齒寬角2=46.05。蝸輪齒根圓弧面半徑r1=41.5mm蝸輪齒頂圓弧面半徑r2=23.5mm蝸輪輪緣寬度b=54mm4 各主要零部件

44、的加工工藝要求數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的主要工作原理是有伺服電機(jī)帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，然后有蝸桿通過(guò)蝸輪蝸桿副把運(yùn)動(dòng)傳遞給蝸輪，再由蝸輪傳遞給臺(tái)面，從而帶動(dòng)在臺(tái)面上的工件旋轉(zhuǎn)。在傳動(dòng)的過(guò)程中，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的中心軸是不于蝸輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的，也不轉(zhuǎn)遞運(yùn)動(dòng)，但是正個(gè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都是以中心軸為中心的，所以中心軸在加工的時(shí)候必須要保證其良好的同軸度。不僅如此，各個(gè)主要零部件的加工都要考慮外圓與中心軸的同軸度問(wèn)題。4.1 臺(tái)面數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的臺(tái)面主要用來(lái)放置夾具，所以其上表面的的表面粗糙度要求比較高，需要0.8，需要細(xì)銑。而中心孔則是整個(gè)臺(tái)面的回轉(zhuǎn)中心，其表面粗糙度要求也很高，達(dá)到了0.3，所以則需要精衍磨， 由于直徑為560的外圓需要于蝸輪內(nèi)壁相接觸但