數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺

1、目 錄目 錄- 1 -第一章緒論- 4 -1.1 數(shù)控機(jī)床簡介- 4 -1.2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)- 4 -第二章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的原理與應(yīng)用- 4 -2.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺- 5 -2.2 設(shè)計準(zhǔn)則- 6 -2.3 主要技術(shù)參數(shù)- 6 -第三章：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計- 7 -3.1 傳動方案的確定- 7 -3.1.1傳動方案傳動時應(yīng)滿足的要求- 7 -3.1.2傳動方案及其分析- 7 -3.2齒輪傳動的設(shè)計- 8 -3.2.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)- 8 -3.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計- 8 -3.2.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計- 11 -3.2.4幾何尺寸計算- 13 -3.3 電液脈

2、沖馬達(dá)的選擇及運(yùn)動參數(shù)的計算- 14 -3.4 蝸輪及蝸桿的選用與校核- 15 -3.4.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計- 15 -3.5 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸- 16 -3. 5. 1 蝸桿- 16 -3. 5. 2 蝸輪- 17 -3.6 軸的校核與計算- 17 -3.6.1 畫出受力簡圖- 17 -3.6.2 畫出扭矩圖- 18 -3.6.3 彎矩圖- 18 -3.7 彎矩組合圖- 18 -3.8 根據(jù)最大危險截面處的扭矩確定最小軸徑- 19 -3.9 齒輪上鍵的選取與校核- 19 -3.10 軸承的選用- 19 -第四章:數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢- 20 -4.1性能發(fā)展方向- 20 -

3、4.2功能發(fā)展方向- 21 -4.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展- 21 -第五章:數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺臺體夾具及工藝設(shè)計- 22 -5.1零件的作用- 22 -5.2確定毛坯，畫毛坯，零件圖- 22 -5.3工藝規(guī)程設(shè)計- 22 -5.3.1定位基準(zhǔn)的選擇- 22 -5.3.2選擇加工設(shè)備及刀，夾，量具- 22 -5.4夾具設(shè)計- 23 -結(jié)論- 24 -致 謝- 25 -參考文獻(xiàn)- 26 -摘 要數(shù)控車床今后將向中高擋發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計近年來對數(shù)控刀架需求量將大大增加。但是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺更有發(fā)展前途,它是一種可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給和分度

4、運(yùn)動的工作臺，它常被使用于臥式的鏜床和加工中心上，可提高加工效率，完成更多的工藝，它主要由原動力、齒輪傳動、蝸桿傳動、工作臺等部分組成，并可進(jìn)行間隙消除和蝸輪加緊，是一種很實(shí)用的加工工具。本課題主要介紹了它的原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并對以上部分運(yùn)用AUTOCAD做圖,最后是對數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺提出的一點(diǎn)建議。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺總體設(shè)計 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺臺體的夾具及工藝設(shè)計第一章緒論1.1 數(shù)控機(jī)床簡介數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號

5、指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動作數(shù)控折彎機(jī)并加工零件。數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個部分組成： 主機(jī)，他是數(shù)控機(jī)床的主題，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。 驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動。當(dāng)幾個進(jìn)給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空

6、間曲線的加工。 輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。1.2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床具有高速、高效、高精度、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，并且機(jī)床結(jié)構(gòu)趨于模塊化、數(shù)控功能專門化。開放式數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，使數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用更加迅速地發(fā)展。由于螺旋錐齒輪加工原理上的復(fù)雜性，使其機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工參數(shù)調(diào)整特別困難，實(shí)現(xiàn)螺旋錐齒輪加工數(shù)控化，是螺旋錐齒輪制造技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用將極大簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)和加工調(diào)整，目前仍只有少數(shù)國家擁有該方面技術(shù)，國內(nèi)在這方面研究

7、仍處于探索階段，因此開展螺旋錐齒輪數(shù)控加工研究具有重要理論意義和實(shí)際意義。第二章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的原理與應(yīng)用數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺完成，稱為數(shù)控機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺可以與X、Y、Z三個坐標(biāo)軸聯(lián)動，從而加工出各種球、圓弧曲線等?；剞D(zhuǎn)工作臺可以實(shí)現(xiàn)精確的自動分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。2.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要用于數(shù)控鏜床和銑床，其外形和通用工作臺幾乎一樣，但它的驅(qū)動是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動。 圖8-24為自動換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺。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。工作臺的運(yùn)動是由伺服電動機(jī)，經(jīng)齒輪減速后由1

8、一蝸桿  2一蝸輪  3、4一夾緊瓦  5一小液壓缸  6一活塞  7一彈簧  8一鋼球  9一支座 10一光柵 11、12一軸承為了消除蝸桿副的傳動間隙，采用了雙螺距漸厚蝸桿，通過移動蝸桿的軸向位置宋調(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)工作臺靜止時，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部的輻射方向裝有8對夾緊瓦4和3，并在底座9上均布同樣數(shù)量的小液壓缸5。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時，活塞6便壓向鋼球8，撐開夾緊瓦，并夾緊蝸輪2。

9、在工作臺需要回轉(zhuǎn)時，先使小液壓缸的上腔接通回油路，在彈簧7的作用下，鋼球8抬起，夾緊瓦將蝸輪松開。  回轉(zhuǎn)工作臺的導(dǎo)軌面由大型滾動軸承支承，并由圓錐滾柱軸承12及雙列向心圓柱滾子軸承11保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度主要取決于蝸桿副的傳動精度，因而必須采用高精度蝸桿副。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以在實(shí)際測量工作臺靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補(bǔ)償角度的位置和補(bǔ)償?shù)闹担洃浽谘a(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由高精度的圓光柵10發(fā)出工作臺精確到位信號，反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制。回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)動時，先用擋鐵壓下限位開關(guān)，使工作臺降速，然后由圓光

10、柵或編碼器發(fā)出零位信號，使工作臺準(zhǔn)確地停在零位。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺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。2.2 設(shè)計準(zhǔn)則我們的設(shè)計過程中，本著以下幾條設(shè)計準(zhǔn)則1）創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能2）分析原理和性能3）判別功能載荷及其意義4）預(yù)測意外載荷5）創(chuàng)造有利的載荷條件6）提高合理的應(yīng)力分布和剛度7）重量要適宜8）應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸9）根據(jù)性能組合選擇材料10） 零件與整體零件之間精度的進(jìn)行選擇11） 功能設(shè)計應(yīng)適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求2.3 主要技術(shù)參數(shù)（1）回轉(zhuǎn)半徑：500 mm（2）重復(fù)定位精度：0.005 mm（3）電液脈沖馬達(dá)功率0.75kw（4）電液脈

11、沖馬達(dá)轉(zhuǎn)速3000 rpm（5）總傳動比：72.5（6）最大承載重量100第三章：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 傳動方案的確定數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的作用是給多功能數(shù)控銑床提供需要的轉(zhuǎn)動自由度。常規(guī)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺僅提供一個繞工件軸線轉(zhuǎn)動，但螺旋錐齒輪的加工過程中，需要調(diào)整多個參數(shù)，若采用這樣的轉(zhuǎn)臺，則每次調(diào)整參數(shù)都必須重新布置轉(zhuǎn)臺的位置，且這種布置精度受外界因素影響較大，不利于實(shí)現(xiàn)自動化數(shù)控加工。另外這種轉(zhuǎn)臺功能單一，不適合復(fù)雜曲面的加工。因此為了很好的體現(xiàn)多功能數(shù)控銑床的功用，我們設(shè)計了一種新型結(jié)構(gòu)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，它具有三個轉(zhuǎn)動自由度，不僅能提供工件主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，而且能使工件回轉(zhuǎn)軸在上半球內(nèi)

12、任意定位，便于調(diào)整工件的加工位置。3.1.1傳動方案傳動時應(yīng)滿足的要求 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺一般由原動機(jī)、傳動裝置和工作臺組成，傳動裝置在原動機(jī)和工作臺之間傳遞運(yùn)動和動力，并可實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動。在本課題中，原動機(jī)采用電液脈沖馬達(dá)，工作臺為T形槽工作臺，傳動裝置由齒輪傳動和蝸桿傳動組成。合理的傳動方案主要滿足以下要求：（1）機(jī)械的功能要求：應(yīng)滿足工作臺的功率、轉(zhuǎn)速和運(yùn)動形式的要求。（2）工作條件的要求：例如工作環(huán)境、場地、工作制度等。（3）工作性能要求：保證工作可靠、傳動效率高等。（4）結(jié)構(gòu)工藝性要求；如結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)合理等。3.1.2傳動方案及其分析 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺傳動方

13、案為：電液脈沖馬達(dá)齒輪傳動蝸桿傳動工作該傳動方案分析如下：齒輪傳動承受載能力較高 ，傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確、平穩(wěn)，傳遞 功率和圓周速度范圍很大，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。蝸桿傳動有以下特點(diǎn)：1傳動比大在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)1000以上。與其他傳動形式相比，傳動比相同時，機(jī)構(gòu)尺寸小，因而結(jié)構(gòu)緊湊。2傳動平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動平穩(wěn)，噪聲低。3可以自鎖 當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于齒輪間的當(dāng)量摩擦角時，若蝸桿為主動件，機(jī)構(gòu)將自鎖。這種蝸桿傳動常用于起重裝置中。4效率低、制造成本較高 蝸桿傳動是，齒面上具有較大的滑動速度，摩擦磨損大，故效率約為0.7-0.8，具有自鎖的蝸桿傳動效率僅為0.4左

14、右。為了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價格較貴的有色金屬制造。由以上分析可得：將齒輪傳動放在傳動系統(tǒng)的高速級，蝸桿傳動放在傳動系統(tǒng)的低速級，傳動方案較合理。3.2齒輪傳動的設(shè)計3.2.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1)選用斜齒圓柱齒輪傳動2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，由有機(jī)設(shè)書表10-8知，選用7級精度（GB10095-88）3)材料選擇：由機(jī)設(shè)書表10-1選擇小齒輪材料為40Cr鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。二者材料硬度差為40HBS。 4)選小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù) 5）初選螺旋角=203.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計計

15、算公式（10-21）進(jìn)行試算，即 (1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1)試選載荷系數(shù) 2)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3)由表10-7選取齒寬系數(shù) 4)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 5)由圖10-21d按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；6)由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7)由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得: = 9)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)10)由圖10-26查得 則： (2）計算 1)試算小齒輪分度圓直徑，代入數(shù)值： = 2)計算圓周速度v 3)計算尺寬b 4)計算尺寬與齒高比b/h 模數(shù) 齒高

16、 5)計算縱向重合度 6)計算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級精度，由圖10-8（機(jī)設(shè)書）查得動載系數(shù)由表10-2查得使用系數(shù)因斜齒輪，假設(shè) 。由表10-3查得 由表10-4插值查得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置式 由b/h=10.53, 查圖10-13得,故載荷系數(shù)7)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得 8)計算模數(shù)m 3.2.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由式（10-17）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 (1) 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值1)計算載荷系數(shù) 2)根據(jù)縱向重合度 ，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 3)計算當(dāng)量齒數(shù) 4)查取齒形系數(shù) 由表10-5查得 5)查取應(yīng)力較正系數(shù) 由表1

17、0-5查得 6)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 7)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 8)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式（10-12）得 9)計算大、小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計計算： = 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.21mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑，

18、來計算應(yīng)有的齒數(shù) ，于是有：小齒輪齒數(shù) 取 大齒輪齒數(shù) 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 3.2.4幾何尺寸計算（1）計算中心距 將中心距圓整為 135mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角 因 值改變不多，故、等不必修正（3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 （4）計算齒輪寬度 取 ， （5）驗(yàn)算 ，合適3.3 電液脈沖馬達(dá)的選擇及運(yùn)動參數(shù)的計算采用電液脈沖馬達(dá)為驅(qū)動單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡單，主要是變速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。通常步進(jìn)電機(jī)每加一個脈沖轉(zhuǎn)過一個脈沖當(dāng)量；但由于其脈沖當(dāng)量一般較大，如0.01mm，在數(shù)控

19、系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用電液脈沖馬達(dá)的細(xì)分驅(qū)動技術(shù)。馬達(dá)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。額定功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)器正常工作，或使馬達(dá)長期過載、發(fā)熱大而過早損壞；額定功率過大，則馬達(dá)價格高，并且由于效率和功率因素低而造成浪費(fèi)。工作所需功率為：Pw=FwVw/1000w KW Pw=Tnw/9950w KW 式中T=150N.M, nw=36r/min,電機(jī)工作效率w=0.97，代入上式得Pw=150×36/（9950×0.97）=0.56 KW電機(jī)所需的輸出功率為：P0= Pw/式中：為電機(jī)至工作臺主動軸之間的總效率。由表2.4查得：齒輪傳動的效

20、率為w=0.97；一對滾動軸承的效率為w=0.99；蝸桿傳動的效率為w=0.8。因此，=1233=0.97×0.993×0.8=0.75P0= Pw/=0.56/0.75=0.747 KW一般電機(jī)的額定功率Pm=(1-1.3)P0=(1-1.3)0.747=0.747-0.97 KW則由表2.1取電機(jī)額定功率為：Pm=0.75 KW。確定電機(jī)轉(zhuǎn)速按表2.5推薦的各種機(jī)構(gòu)傳動范圍為，?。糊X輪傳動比：3-5，蝸桿傳動比：15-32，則總的傳動范圍為：i=i1×i2=3×15-5×32=45-160電機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為N= i×nw=(45-1

21、60)×36=1620-5760 r/min為降低電機(jī)的重量和價格，由表2.1中選取常用的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的Y系列電機(jī)，型號為Y801-2，其滿載轉(zhuǎn)速nm=3000r/min,此外，電機(jī)的安裝和外形尺寸可查表2.23.4 蝸輪及蝸桿的選用與校核由于前述所選電機(jī)可知T=6.93N.M傳動比設(shè)定為i=27.5，效率=0.8工作日安排每年300工作日計，壽命為10年。根據(jù)GB/T100851988的推薦，采用漸開線蝸桿。3.4.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動中心距： (3-2) （1）確定作用在蝸

22、輪上的轉(zhuǎn)距T2按Z1=2，估取效率=0.8，則T2=T*i=153.4N.M (3-3)（2）確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1；由使用系數(shù)KA表從而選取KA=1.15；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù)KV=1.1；則K=KA*K*KV=1*1.15*1.1=1.2651.27 (3-4)（3）確定彈性影響系數(shù)ZE選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配。 （4）確定接觸系數(shù)Z先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動中心距a的比值d1/a=0.30，從而可查出Z=3.12。（5）確定許用應(yīng)力H根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，從而可查得

23、蝸輪的基本許用應(yīng)力H=268MPA。因?yàn)殡妱拥都苤形佪單仐U的傳動為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=0.92，則H= KHNH=0.92×268=246.56247MPA (3-5)（6）計算中心距 (3-6) 取中心距a=50mm，m=1.25mm，蝸桿分度圓直徑d1=22.4mm，這時=0.448，從而可查得接觸系數(shù)=2.72，因?yàn)閆，因此以上計算結(jié)果可用。3.5 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸3. 5. 1 蝸桿直徑系數(shù)q=17.92；分度圓直徑d1=22.4mm，蝸桿頭數(shù)Z1=1；分度圓導(dǎo)程角=3°1138蝸桿軸向齒距：PA=3.94mm；(3-7)蝸桿齒頂

24、圓直徑：(3-8)蝸桿軸向齒厚：=1.97mm(3-10)3. 5. 2 蝸輪蝸輪齒數(shù)：Z2 =62，變位系數(shù)=0驗(yàn)算傳動比：i=/=62/1=62(3-11)這是傳動比誤差為：（60-62）/60=2/60=0.033=3.3%(3-12)蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=(3-13)蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2=93.5 (3-14)蝸輪喉母圓直徑rg2=a-1/2 da2 =50-1/293.5=3.25 (3-17) 3.6 軸的校核與計算3.6.1 畫出受力簡圖圖 3-1受力簡圖 計算出：R1=46.6N R2=26.2N 3.6.2 畫出扭矩圖 T=.i.T電機(jī) =0.36&#

25、215;60×0.98 =21.2 N.M （3-33） 圖3-2扭矩圖 3.6.3 彎矩圖M=72.8×180×10-3 =13.1N. （3-34） 圖3-3彎矩圖3.7 彎矩組合圖由此可知軸的最大危險截面所在。組合彎矩 （3-35）3.8 根據(jù)最大危險截面處的扭矩確定最小軸徑 （3-36） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6抗彎截面系數(shù)W=0.1d3根據(jù)各個零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及小3.9 齒輪上鍵的選取與校核（1）取鍵連接的類型好尺寸因其軸上鍵的作用是傳遞扭矩，應(yīng)用平鍵連接就可以了。在此用平鍵。由資料可查出鍵的截面尺寸為：寬度b=5mm

26、，高度h=5mm，由連軸器的寬度并參考鍵的長度系列，從而取鍵長L=10mm。（2）鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和連軸器的材料都是鋼，因而可查得許用擠壓力p= 5060MPa，取其平均值p=135MPa。鍵的工作長度l=L-b=10-5=5mm，鍵與連軸器的鍵槽的接觸高度k=0.5h=2.5mm，從而可得：p=2000T/(kld)=127p 可見滿足要求。 此鍵的標(biāo)記為：鍵B5×10 GB/T 10961979。3.10 軸承的選用滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動軸承

27、絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動軸承時，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計”問題。考慮到軸各個方面的誤差會直接傳遞給加工工件時的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的圓錐滾子軸承。此類軸承可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，外圈可分離，安裝時可調(diào)整軸承的游隙。其機(jī)構(gòu)代碼為3000，然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號為：30208。第四章:數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)入90年代以來，由于計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控機(jī)床技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用PC機(jī)豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控

28、系統(tǒng))。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)展。近幾年許多國家紛紛研究開發(fā)這種系統(tǒng)，如美國科學(xué)制造中心(NCMS)與空軍共同領(lǐng)導(dǎo)的“下一代工作站/機(jī)床控制器體系結(jié)構(gòu)”NGC，歐共體的“自動化系統(tǒng)中開放式體系結(jié)構(gòu)”O(jiān)SACA，日本的OSEC計劃等。開發(fā)研究成果已得到應(yīng)用，如Cincinnati-Milacron公司從1995年開始在其生產(chǎn)的加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床等產(chǎn)品中采用了開放式體系結(jié)構(gòu)的A2100系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，如多媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)聲控自動編程、圖形掃描自動編程等。數(shù)控系統(tǒng)繼續(xù)向高集成度方向發(fā)展，每

29、個芯片上可以集成更多個晶體管，使系統(tǒng)體積更小，更加小型化、微型化?？煽啃源蟠筇岣?。利用多CPU的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)故障自動排除;增強(qiáng)通信功能，提高進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)能力。4.1性能發(fā)展方向早期的實(shí)時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專

30、家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設(shè)定和刀具自動管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運(yùn)動控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。4.2功能發(fā)展方向(1)用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非

31、專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。 (2)科學(xué)計算可視化科學(xué)計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設(shè)計、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化

32、仿真演示等。4.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。 (2)通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計算機(jī)組成總線式、模塊

33、化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機(jī)實(shí)時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補(bǔ)償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的

34、制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。第五章:數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺臺體夾具及工藝設(shè)計5.1零件的作用 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺臺體是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的重要組成部分，機(jī)床運(yùn)行時，將加工件置于該臺體臺面上，并可通過臺體的旋轉(zhuǎn)改變加工方向5.2確定毛坯，畫毛坯，零件圖根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件/年，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法采用砂型造型5.3工藝規(guī)程設(shè)計5.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇： 1 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)，如在工件上有很多不加工表面。則應(yīng)有與其中的加工表面的位置精度要求較高的表面作粗基

35、準(zhǔn)。2如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。3選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。4 粗基準(zhǔn)只能用一次，以免產(chǎn)生較大的的位置誤差。精基準(zhǔn)的選擇1用公用基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，以消除不重合誤差，即“基準(zhǔn)重合”原則。2 盡可能使各個工序的定位都采用同一基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”。3 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而無效均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)”原則。4為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，遵循“互為基準(zhǔn)”原則。5精基準(zhǔn)的選擇，尤其是主要定位面，應(yīng)有足夠大的面積和精度，以保證定為基準(zhǔn)可靠。同時還應(yīng)使夾緊機(jī)構(gòu)簡單，操作方便。即“便于裝夾”原則5.3.2選擇加工設(shè)備及刀，夾，量具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以生產(chǎn)設(shè)備選用通用機(jī)床。粗銑工作臺面T型槽:考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥銑，選用X62W臥式銑床，選用T形槽銑刀，專用夾具和游標(biāo)