數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)說明書[共42頁]

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1、 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì) 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)。通過對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，使大學(xué)生在步入社會(huì)之前，不僅能夠設(shè)計(jì)出數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，而且能夠掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步驟。本課題研究的主要內(nèi)容包括：確定數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的傳動(dòng)方案；驅(qū)動(dòng)力計(jì)算及其他相關(guān)計(jì)算；零件設(shè)計(jì)與校核；零件圖的繪制與三維模型建立；繪制裝配圖及運(yùn)動(dòng)仿真。 對(duì)于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，首先，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，傳動(dòng)方案采用齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)；然后進(jìn)行各零件的設(shè)計(jì)與校核，蝸桿與軸采用整體式結(jié)構(gòu)；蝸輪與工作臺(tái)采用螺釘連接；工作臺(tái)的平衡通過止推軸承來保證；箱體由箱座、箱蓋和頂蓋組成，其中箱體上設(shè)計(jì)了圓臺(tái)和加強(qiáng)

2、筋；最后，對(duì)各零件進(jìn)行裝配。 數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，從而加工出各種球、圓弧曲面等?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。目前，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于數(shù)控鏜床和銑床。隨著數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的應(yīng)用已成為歷史的必然。 關(guān)鍵詞：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；齒輪；蝸桿；箱體；建模 Design of NC rotary worktable Abstract The graduation project is the subject of desi

3、gn of CNC rotary worktable. NC rotary table on the design, so that before the students entered the community, not only to design a CNC rotary worktable, and can master the mechanical design of the methods and procedures. The main content of this research include: determining the transmission scheme

4、of CNC rotary worktable; driving force calculation and other calculations; part design and verification; part and three-dimensional mapping model; assembly drawing and motion simulation. NC rotary worktable for the design, first of all, the overall design, use of transmission scheme and worm gear d

5、rive; then each part of the design and verification, the whole worm and shaft structure; worm screw connection with the worktable; Balance worktable by thrust bearings to ensure; box from the box seat, lid and cover, of which the box on the design of the round table and strengthen the tendons; Final

6、ly, the parts for assembly. The circumference of CNC rotary worktable by the completion of the feed, rotary worktable with X, Y, Z three axis coordinates to be processed into a variety of balls, such as circular surface. Precision rotary worktable can realize automatic indexing, and expand the rang

7、e of CNC machining. Currently, the NC rotary table CNC boring and milling machines are mainly used. With more and more widespread application of CNC technology, CNC rotary worktable applications has become a historical necessity. Keywords: NC rotary worktable; gear; worm; box; modeling 朗讀 顯示對(duì)應(yīng)的拉丁

8、字符的拼音 目錄 查圖清單 IV 查表清單 V 引言 1 第1章 緒論 2 1.1本課題的學(xué)術(shù)背景及理論與實(shí)際意義 2 1.2本課題研究的主要內(nèi)容 2 1.3數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)原理及優(yōu)缺點(diǎn) 2 第2 章數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理與應(yīng)用 4 2.1數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 4 2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 4 2.3主要技術(shù)參數(shù) 5 第3章數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 6 3.1 傳動(dòng)方案的選擇 6 3.1.1傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)時(shí)應(yīng)滿足的要求 6 3.1.2傳動(dòng)方案及其分析 6 3.2 電機(jī)的選擇 7 3.2.1 步進(jìn)電機(jī)的原理 7 3.2.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 8 3.

9、3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 9 3.3.1選擇齒輪傳動(dòng)的類型與材料 10 3.3.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 10 3.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 11 3.3.4幾何尺寸計(jì)算 13 3.3.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3.4 蝸輪及蝸桿的選用與校核 14 3.4.1選擇渦桿傳動(dòng)類型 14 3.4.2選擇材料 14 3.4.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 14 3.4.4蝸桿與渦輪的主要尺寸與參數(shù) 15 3.5 軸承的選用 16 3.5.1 軸承受到的載荷 17 3.5.2 驗(yàn)算軸承壽命 18 3.6 軸的校核與計(jì)算 18 3.6.1 軸1的校核與計(jì)算 18 3.6.2 軸2的校

10、核與計(jì)算 23 第4章 三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真 28 4.1 零件繪制 28 4.2 裝配 29 4.3 運(yùn)動(dòng)仿真 31 結(jié)論與展望 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 附錄A附加圖、表 32 附錄B科研工作和發(fā)表的論文 32 附錄C英語文獻(xiàn)及其翻譯 32 附錄D主要參考文獻(xiàn)的題錄與摘要 57 附錄E光盤 59 插圖清單 圖1-1 中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 2 圖3-1 傳動(dòng)方案 6 圖3-2 一級(jí)齒輪傳動(dòng) 9 圖3-3 小齒輪 13 圖3-4 大齒輪 13 圖3-5 圓錐滾子軸承 16 圖3-6 軸2受力圖 16 圖3-7 軸承受力圖 17

11、 圖3-8 軸1 18 圖3-9 軸1受力圖 19 圖3-10 軸1零件裝配 20 圖3-11 軸1分段 20 圖3-12 軸1應(yīng)力分析 21 圖3-13軸1結(jié)構(gòu)圖 22 圖3-14 軸2零件裝配 24 圖3-15 軸2受力圖 25 圖3-16 軸2應(yīng)力分析 26 圖3-17 軸2結(jié)構(gòu)圖 27 圖4-1 草圖工具 28 圖4-2 特征操作 28 圖4-3 凸圓、孔、螺紋等工具欄 28 圖4-4 箱座 29 圖4-5 箱蓋 29 圖4-6 裝配工具欄 30 圖4-7 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 30 圖4-8 運(yùn)動(dòng)仿真 31 圖4-9 運(yùn)動(dòng)控制 31 插表清單

12、 表3-1 11BYG250D-0502步進(jìn)電機(jī)指標(biāo) 6 表3-2 軸1危險(xiǎn)截面應(yīng)力 18 表3-3 軸2危險(xiǎn)截面應(yīng)力 23 - 31 - 引 言 隨著生產(chǎn)力水平的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控技術(shù)最普遍的應(yīng)用。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是一種可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給和分度運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)，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(dòng)力、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、工作臺(tái)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。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是解決數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整

13、體后局部。 目前數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心上，它的總的發(fā)展趨勢(shì)是： 1．在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺(tái)； 2．在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承 載能力； 3．在形式上繼續(xù)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)。 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的市場(chǎng)分析：隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，加工中心將會(huì)越來越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴(kuò)大加工范圍。估計(jì)近幾年要求配備數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的加工中心將會(huì)達(dá)到每年600臺(tái)左右。 預(yù)計(jì)未來5年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長(zhǎng)率，特別是

14、那些國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)振興和發(fā)展的裝備子行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機(jī)，普通加工機(jī)床將獲得年均15％－20％左右的穩(wěn)定增長(zhǎng)。 第1章 緒論 1.1 本課題的學(xué)術(shù)背景及理論與實(shí)際意義 2010年在北京舉辦的第11屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，數(shù)控機(jī)床、加工中心、復(fù)合機(jī)床在裝備制造業(yè)內(nèi)已呈現(xiàn)出量大面廣態(tài)勢(shì)，這類工作母機(jī)在各類制造業(yè)已經(jīng)普及應(yīng)用，并清晰地表達(dá)出時(shí)代特征與發(fā)展潮流。機(jī)床運(yùn)動(dòng)無論是并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床，還是運(yùn)動(dòng)疊加串聯(lián)機(jī)床，對(duì)大多數(shù)金屬加工機(jī)床來說，數(shù)控進(jìn)給復(fù)合運(yùn)動(dòng)的加工，是以直線軸加上回轉(zhuǎn)軸的聯(lián)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。

15、為了應(yīng)對(duì)日益增多的復(fù)雜零件加工、提高加工精度和效率，多軸機(jī)床和復(fù)合機(jī)床將會(huì)進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展。因此在現(xiàn)代加工中心的開發(fā)中，數(shù)控回轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)與制造，成為研制機(jī)床的核心任務(wù)之一，而數(shù)控回轉(zhuǎn)軸，同時(shí)也起著承載工作重量、夾持工件的功能，故要重視其創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 由圖1-1所示，2010年中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)無論是在人數(shù)上，還是在交易額上，都是逐年上升。 圖1-1 中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 1.2 本課題研究的主要內(nèi)容 通過對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)，希望學(xué)生熟悉機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，以及掌握利用AutoCAD或UG來繪制二維圖形或創(chuàng)建三維實(shí)體的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最

16、強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思想、工作作風(fēng)及實(shí)際能力、提高畢業(yè)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。同時(shí)，對(duì)所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開端。 對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。而工科類學(xué)生更應(yīng)側(cè)重于從生產(chǎn)的第一線獲得生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)和技能，獲得工程技術(shù)經(jīng)用性崗位的基本訓(xùn)練，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，可樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。 1.3 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)原理及優(yōu)缺點(diǎn) 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭的使用，

17、為加工中心和數(shù)控銑床提供了回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，通過第四軸、第五軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)或分度頭完成等分、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)床原有的加工范圍得以擴(kuò)大。數(shù)控分度頭未來的發(fā)展趨勢(shì)是：在規(guī)格上向兩頭延伸，即開發(fā)小規(guī)格和大規(guī)格的分度頭及相關(guān)制造技術(shù)；在性能方面將向進(jìn)一步提高剎緊力矩、提高主軸轉(zhuǎn)速及可靠性方面發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成，稱為數(shù)控機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，從而加工出各種球、圓弧曲線等?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 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

18、驅(qū)動(dòng)方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。為自動(dòng)換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。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。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)是：在規(guī)格上向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺(tái)；在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力；在形式上繼續(xù)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)。 機(jī)床工具行業(yè)的發(fā)展，依賴于行業(yè)技術(shù)水平和創(chuàng)新能力的提高，依賴于機(jī)床的數(shù)控化和產(chǎn)品快速的升級(jí)換代，依賴于制造業(yè)從剛性自動(dòng)化向柔性自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變這一社會(huì)需求，由于我國(guó)機(jī)床附件廠資金緊張，造成技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造的力度不大，使附件水平的發(fā)展嚴(yán)重滯后，成為制約民族機(jī)床工業(yè)發(fā)展的瓶頸。國(guó)產(chǎn)配套件在產(chǎn)

19、品質(zhì)量、性能、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、品牌信譽(yù)、外觀造型、精度穩(wěn)定性等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比都存在一定的差距，但在產(chǎn)品的價(jià)格、交貨期和售后服務(wù)上占有較大的優(yōu)勢(shì)。另外，近幾年臺(tái)灣地區(qū)的數(shù)控附件產(chǎn)品明顯加大了對(duì)大陸市場(chǎng)的開發(fā)力度，使國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)更加激烈。在今后幾年中，我國(guó)機(jī)床附件廠要發(fā)展中檔次品種，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、性能水平和可靠性的同時(shí)，跟蹤學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，并在產(chǎn)品創(chuàng)新，提高工藝水平上多下功夫；總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研的結(jié)合，走專業(yè)化生產(chǎn)的路子，面向市場(chǎng)，參與競(jìng)爭(zhēng)，滿足主機(jī)發(fā)展的需要。 第2章數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理與應(yīng)用 數(shù)控機(jī)床

20、的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成，稱為數(shù)控機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，從而加工出各種球、圓弧曲面等。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)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(tái) 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)，經(jīng)齒輪減速后由蝸桿傳給蝸輪。 為了消除蝸桿副的傳動(dòng)間隙，采用了雙螺距漸厚蝸桿，通過移動(dòng)蝸桿的軸向位置調(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

21、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有8對(duì)夾緊瓦，并在底座上均布同樣數(shù)量的小液壓缸。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時(shí)，活塞便壓向鋼球，撐開夾緊瓦，并夾緊蝸輪。在工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，先使小液壓缸的上腔接通回油路，在彈簧的作用下，鋼球抬起，夾緊瓦將蝸輪松開。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾動(dòng)軸承支承，并由深溝球軸承及雙列向心圓柱滾子軸承保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。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。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以在實(shí)際測(cè)量工作臺(tái)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

22、的值，記憶在補(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，由高精度的圓光柵發(fā)出工作臺(tái)精確到位信號(hào)，反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，先用擋鐵壓下限位開關(guān)，使工作臺(tái)降速，然后由圓光柵或編碼器發(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)。 2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 我們的設(shè)計(jì)過程中，本著以下幾條設(shè)計(jì)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(cè)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

23、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(jì)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）最大回轉(zhuǎn)半徑：275 mm （2）回轉(zhuǎn)角度：0～360 （3）回轉(zhuǎn)精度：0．03 （4）最大承載重量100㎏ 第3章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)方案的選擇 3.1.1 傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)時(shí)應(yīng)滿足的要求 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作臺(tái)組成，傳動(dòng)裝置在原動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并可實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動(dòng)。在本課題中，原動(dòng)機(jī)采用應(yīng)采用步進(jìn)電機(jī)，工作

24、臺(tái)為T形槽工作臺(tái)，傳動(dòng)裝置由齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)組成。 合理的傳動(dòng)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(tái)的功率、轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)形式的要求。 （2）工作條件的要求：例如工作環(huán)境、場(chǎng)地、工作制度等。 （3）工作性能要求：保證工作可靠、傳動(dòng)效率高等。 （4）結(jié)構(gòu)工藝性要求；如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)方案及其分析 由圖3-1所示，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的傳動(dòng)方案有兩種：方案一為一級(jí)和二級(jí)都是齒輪傳動(dòng)；方案二為一級(jí)齒輪傳動(dòng)，二級(jí)蝸桿傳動(dòng)。 圖3-1 傳動(dòng)方案 方案一的最大缺陷是： 1.總傳動(dòng)比??； 2.占

25、用空間大； 3.只能使工作臺(tái)完成回轉(zhuǎn)功能，無法使工作臺(tái)完成自鎖。 而方案二雖然傳動(dòng)效率低，但以上三個(gè)功能全部都能完成自鎖。 所以數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)方案為方案二：步進(jìn)電機(jī)——齒輪傳動(dòng)——蝸桿傳動(dòng)——工作臺(tái)。 該傳動(dòng)方案分析如下： 齒輪傳動(dòng)承受載能力較高 ，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)，傳遞 功率和圓周速度范圍很大，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。 蝸桿傳動(dòng)有以下特點(diǎn)： 1．傳動(dòng)比大，在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)1000以上。與其他傳動(dòng)形式相比，傳動(dòng)比相同時(shí)，機(jī)構(gòu)尺寸小，因而結(jié)構(gòu)緊湊。 2．傳動(dòng)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(dòng)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)

26、量摩擦角時(shí)，若蝸桿為主動(dòng)件，機(jī)構(gòu)將自鎖。這種蝸桿傳動(dòng)常用于起重裝置中。 4．效率低、制造成本較高 蝸桿傳動(dòng)方面：齒面上具有較大的滑動(dòng)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(dòng)效率僅為0.4左右。為了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。 由以上分析可得：將齒輪傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，蝸桿傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)，傳動(dòng)方案較合理。 3.2 電機(jī)的選擇 3.2.1步進(jìn)電機(jī)的原理 步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)步距角增量。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)

27、的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。 步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中，如：數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等。 選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說最大靜力矩大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。 選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖

28、當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。 選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。 優(yōu)點(diǎn)： 直接利用數(shù)字量進(jìn)行控制； 傳動(dòng)慣量小，啟動(dòng)，停止方便； 成本低； 無誤差積累； 定位準(zhǔn)確； 低頻率特性比較好； 調(diào)速范圍較寬 3.2.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步

29、進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動(dòng)元件。步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn):一是過載性好。其轉(zhuǎn)速不受負(fù)載大小的影響，不像普通電機(jī)，當(dāng)負(fù)載加大時(shí)就會(huì)出現(xiàn)速度下降的情況，所以步進(jìn)電機(jī)使用在對(duì)速度和位置都有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合；二是控制方便。步進(jìn)電機(jī)是以“步”為單位旋轉(zhuǎn)的，數(shù)字特征比較明顯，這樣就給計(jì)算機(jī)控制帶來了很大的方便，反過來，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)也為步進(jìn)電機(jī)開辟了更為廣闊的使用市場(chǎng)；三是整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的機(jī)械速度和位置控制結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整困難，使用步進(jìn)電機(jī)后，使得整機(jī)的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單和緊湊。所以選擇步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算如下： 1）電機(jī)的選擇 按照工作要求和條件選兩相混合式步進(jìn)電機(jī) 2）功率 工作所需功率為：

30、 (3-1) (3-2) 式中， 電機(jī)工作效率， 電機(jī)所需的輸出功率為： (3-3) 式中：為電機(jī)至工作臺(tái)主動(dòng)軸之間的總效率。齒輪： 軸承： 蝸桿; 。因此 一般電機(jī)的額定功率 則取電機(jī)額定功率為：。 3）轉(zhuǎn)矩 由后面齒輪的轉(zhuǎn)矩可得： 4）確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 由文獻(xiàn)[2, 5~5]表1-8推薦的各種機(jī)構(gòu)傳動(dòng)范圍為，?。? 齒輪傳動(dòng)比：3-5， 蝸桿傳動(dòng)比：15-32， 則總的傳動(dòng)范圍為： 電機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為 為降低電機(jī)的重量和

31、價(jià)格，選取常用兩相混合式步進(jìn)電機(jī)11BYG250D-0502，其各項(xiàng)指標(biāo)如表3-1所示: 表3-1 11BYG250D-0502步進(jìn)電機(jī)指標(biāo) 5）利用步距角檢驗(yàn) 主要技術(shù)參數(shù)中，回轉(zhuǎn)精度：0．03?？傻貌骄嘟菫椋? 計(jì)算的值與11BYG250D-0502步進(jìn)電機(jī)的步距角相吻合。11BYG250D-0502步進(jìn)電機(jī)滿足條件。 3.3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 如圖3-2所示，一級(jí)傳動(dòng)為齒輪傳動(dòng)，其中1為小齒輪，2為大齒輪，傳動(dòng)比為3。 圖3-2 一級(jí)齒輪傳動(dòng) 3.3.1 選擇齒輪傳動(dòng)的類型與材料 1） 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)； 2） 選用7級(jí)

32、精度； 3） 選擇小齒輪材料為40Gr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）； 4） 選小齒輪齒數(shù)Z=24，大齒輪齒數(shù)取Z=72 3.3.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) (3-4) (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 1） 試選載荷系數(shù)； 2） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3） 由文獻(xiàn)[1,205~205]表10-7，齒寬系數(shù) 4） 由文獻(xiàn)[1,201~201]表10-6查的材料的彈性影響系數(shù) 5） 由文獻(xiàn)[1,209~209]圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度； 6） 由文

33、獻(xiàn)[1，206~206]]式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7) 由文獻(xiàn)[1，206~206]圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得 （2）計(jì)算 1）試算小齒輪的分度圓直徑，代入中較小的值 2）計(jì)算周轉(zhuǎn)速度 3）計(jì)算齒寬b 4)計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 5） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)[1，206~206]圖10-8查的動(dòng)載荷系數(shù); 直齒輪; 由文獻(xiàn)[1，193~193]表10-

34、2查得使用系數(shù); 由文獻(xiàn)[1，196~197]表10-4用插值法查的7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)；,由、,。由文獻(xiàn)[1，210~210]查圖10-23得;故載荷系數(shù) 6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)[1,204~204]式（10-10a）得 7）計(jì)算模數(shù)m 3.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn)[1，201~201]式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 (3-5) （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）由文獻(xiàn)[1，207~208]圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞

35、強(qiáng)度極限 2）由文獻(xiàn)[1，206~206]圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù),由式（10-12）得 4）計(jì)算載荷系數(shù)K 5)查取齒形系數(shù) 由文獻(xiàn)[1，200~200]表10-5查的 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由文獻(xiàn)[1，200~200]表10-5查得 7） 計(jì)算大小齒輪的并加以比較 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)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，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取

36、由彎曲強(qiáng)度算得到模數(shù)m=3.22,并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm,按接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù),取。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，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)。 3.3.4 幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算分度圓直徑 2）中心距 3）計(jì)算齒輪寬度 取 3.3.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖3-3,3-4所示，兩齒輪均為實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪，齒輪與軸采用單鍵連接。 圖3-3 小齒輪 圖3-4 大齒輪 3.4 蝸輪及蝸桿的選用與校核 3.4.1 選擇渦桿傳動(dòng)類型 根據(jù)GB/T10085-1

37、988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI） 3.4.2 選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45-55HRC。蝸桿用鑄錫磷青銅ZcuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 3.4.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，由文獻(xiàn)[1，254~254]式（11-12），傳動(dòng)中心距 (3-6) (

38、1) 確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 按，估取效率，則 （2）確定載荷系數(shù) 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù);由文獻(xiàn)[1，253~253]表11-5選取使用系數(shù);由于載荷系數(shù)不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù)；則 (3)確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅渦輪和鋼蝸桿相配，故。 （4）確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距a的比值，從[1]圖11-18中可查得。 （5）確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)渦輪材料為鑄錫磷青銅ZcuSnP1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，可從文獻(xiàn)[1，254~254]表11-7中查得渦輪的基本許用應(yīng)力。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽

39、命系數(shù) 則 （6）計(jì)算中心距 取中心距,因，從文獻(xiàn)[1]表11-2中取模數(shù),蝸桿分度圓直徑。這時(shí)，從[1]圖11-18中可查得接觸系數(shù),,因?yàn)?因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 3.4.4 蝸桿與渦輪的主要尺寸與參數(shù) （1） 蝸桿 軸向齒距；直徑系數(shù)；齒頂圓直徑；齒根圓直徑；分度圓導(dǎo)程角；蝸桿軸向齒厚。 （2） 蝸輪 蝸輪齒數(shù);變位系數(shù)； 驗(yàn)算傳動(dòng)比,這時(shí)傳動(dòng)比誤差為，是允許的。 蝸輪分度圓直徑 蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪咽喉圓半徑 3.5 軸承的選用 如圖3-5所示，軸2選用圓錐滾子軸承30309 圖3-5 圓錐滾子軸承 基本額定

40、動(dòng)載荷,基本額定靜載荷 軸2所受到的軸向力，周向力，徑向力如圖3-6所示； 圖3-6 軸2受力圖 3.5.1 軸承受到的載荷 1)由軸的計(jì)算結(jié)果得，兩軸承受到載荷 2）軸承所受的力如圖3-7所示； 圖3-7 軸承受力圖 所以 ：1.壓緊 2.放松 3）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 由[1]表13-5分別進(jìn)行查表或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對(duì)軸承1 對(duì)軸承2 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13-6，取 3.5.2 驗(yàn)算軸承壽命 ，所以按軸承的受力大小驗(yàn)

41、算 (3-7) 故所選軸承滿足壽命要求。 3.6 軸的校核與計(jì)算 3.6.1 軸1的設(shè)計(jì)與校核 軸1的形狀如圖3-8所示； 圖3-8 軸1 1.求輸入軸上的，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 取軸承 聯(lián)軸器 2．求作用在齒輪上的力 因已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為72mm 齒輪所受的力如圖3-9所示； 圖3-9 軸1受力圖 3.初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表,于是得 取輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處軸的直徑與聯(lián)軸器的直徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的

42、條件，在標(biāo)準(zhǔn)GB/T5843-2003，選用GYH2型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63000Nmm。半聯(lián)軸器的孔徑d=25mm，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度44mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。 4．軸的設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案如圖3-10所示； 圖3-10 軸1零件裝配 (2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 軸1的各軸段如圖3-11所示。 圖3-11 軸1分段 (3)軸上零件的同向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的同向定位均采用平鍵連接按由[1]表6-1得mm。同時(shí)為了保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為

43、，同樣半聯(lián)軸器與軸連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，為。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見零件圖。 （5）求軸的載荷 如圖3-12所示，為軸1所受的應(yīng)力圖； 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面上的、及M的直列于下表,如表3-1所示； 表3-2 軸1危險(xiǎn)截面應(yīng)力 載荷 水平面H 垂直面V 力F 　 彎矩M 　 　 　總彎矩 　扭矩T 　 (6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎

44、矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面A）的強(qiáng)度。根據(jù)[1]式（115-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力， 圖3-12 軸1應(yīng)力分析 取 軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[1]表51-1查得，因此， 故安全。 6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖3-13所示，軸1共六段。各段的直徑和長(zhǎng)度在前面已列出。 圖3-13軸1結(jié)構(gòu)圖 3.6.2 軸2的設(shè)計(jì)與校核 1.求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 聯(lián)軸器 齒輪 2.求作用在齒輪上的力。 因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 而 3.初步確定軸的最

45、小直徑。 先按照[1]式（15-2）初步估軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得 取 取軸的兩端直徑為45mm 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （1）擬定軸上零件的裝配方案 分析可得裝配方案，如圖3-14所示 圖3-14 軸2零件裝配 （2）根據(jù)軸的定位的要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 1）為了滿足最小直徑要求 2）為了滿足大齒輪的裝配要求 3)為了滿足渦輪蝸桿的裝配要求 （4）軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為R2 圖3-15 軸2受力圖 受力分析，如圖3-15為軸2的受力圖； 如圖3-16所示，為軸2

46、的應(yīng)力分析圖。 圖3-16 軸2應(yīng)力分析 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面處的及M 值列于下表，如表3-2所示； 表3-3 軸2危險(xiǎn)截面應(yīng)力 載荷 水平面H 垂直面V 力F 　 彎矩M 　 　 　總彎矩 　扭矩T 　 5.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面A）的強(qiáng)度。根據(jù)式[1]（115-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[1]表51-1查得，因此，

47、故安全。 6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖3-17所示，軸7共六段。各段的直徑和長(zhǎng)度在前面已列出。 圖3-17 軸2結(jié)構(gòu)圖 第4章三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真 4.1 零件繪制 首先，應(yīng)用平面中的曲線、曲線編輯；立體中的凸圓、孔、螺紋等工具欄，繪制箱體、箱蓋等六十多個(gè)零件。各菜單如圖4-1,4-2,4-3所示； 圖4-1 草圖工具 圖4-2 特征操作 圖4-3 凸圓、孔、螺紋等工具欄 如圖4-4,4-5是截自UG的零件圖 圖4-4 箱座 圖4-5 箱蓋 4.2 裝配 零件繪制完之后，利用裝配工具欄先裝配出5個(gè)組件，然后以箱蓋為基礎(chǔ)進(jìn)行裝配。 如圖

48、4-6所示，是裝配工具欄。 圖4-6 裝配工具欄 如圖4-7所示，是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的裝配圖； 圖4-7 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 4.3 運(yùn)動(dòng)仿真 裝配之后，進(jìn)行仿真。先設(shè)置3個(gè)桿件，然后設(shè)置4個(gè)運(yùn)動(dòng)副，再設(shè)置2個(gè)齒輪副。然后進(jìn)行解算 。 圖4-8 運(yùn)動(dòng)工具欄 最后進(jìn)行動(dòng)畫控制。 圖4-9 動(dòng)畫控制 運(yùn)動(dòng)仿真見附錄C。結(jié)論與展望 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我能將自己這四年來所學(xué)的專業(yè)知識(shí)重新拾起整理，并且在心中有了一個(gè)知識(shí)體系，知道如何去調(diào)用所學(xué)的知識(shí)，對(duì)于自己不了解的、不曾接觸過的專業(yè)知識(shí)，知道可以通過查閱資料區(qū)學(xué)習(xí)并掌握它。 記得剛開始接觸到畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目(數(shù)

49、控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì))時(shí)，對(duì)于這個(gè)題目覺得無從下手，這個(gè)題目范圍很廣。最后在老師的指導(dǎo)下，才知道原來這個(gè)題目的用意就是在于讓學(xué)生深入了解一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，將自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)重新收拾一遍，為以后走向工作崗位打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。有了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，我深刻理解了一臺(tái)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，也學(xué)會(huì)如何將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)中。 我們都知道，每一套設(shè)備都經(jīng)過不斷地改進(jìn)和完善，它的性能變得越來越好的，所以不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一份課程設(shè)計(jì)說明書就完了，需要做的事情還有很多。任何的設(shè)計(jì)都不可能時(shí)完美的，總存在一定的不足之處。因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也不可避免的存在缺陷: 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)還不完善。我會(huì)再

50、接再厲，盡可能的完善數(shù)控系統(tǒng)。 本次設(shè)計(jì)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，僅有一個(gè)自由度。若在此基礎(chǔ)上增加一個(gè)或多個(gè)自由度，那么工作臺(tái)的應(yīng)用范圍將會(huì)更廣，目前市場(chǎng)上多自由度的工作臺(tái)需求量很大。所以若設(shè)計(jì)多自由度的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，將會(huì)很有價(jià)值。 致謝 首先，我要感謝我的畢業(yè)指導(dǎo)老師老師。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于所學(xué)知識(shí)過于繁雜，而且不精，不夠系統(tǒng)，所以在開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)總是有點(diǎn)茫然的感覺，往往遇到問題時(shí)就會(huì)向老師求救，老師也總是不厭其煩地給我講解，給我啟發(fā)，讓我知道該怎么去解決所遇到的問題，慢慢得，我的向老師請(qǐng)教的次數(shù)變少了，雖然問題依然會(huì)有，但是我知道怎么去解決它了，感謝老師的指點(diǎn)。記得每次去見老師

51、，讓老師檢查我們所做的東西，老師往往要在電腦前坐好幾個(gè)小時(shí)給指點(diǎn)我們?cè)O(shè)計(jì)中的不足，教導(dǎo)我們?cè)撛趺慈ソ鉀Q。真誠(chéng)地感謝老師的辛勤付出！ 其次，我還要感謝在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過我?guī)椭耐瑢W(xué)們。通過他們的無私幫助，使我解決了不少設(shè)計(jì)中的技術(shù)難題。三人行，必有我?guī)熝?。記得最清楚的是我進(jìn)行齒輪泵建模仿真時(shí)，由于對(duì)UG軟件不夠熟練，在操作時(shí)總會(huì)遇到很多問題，然后會(huì)跑去問同學(xué)，同學(xué)也總會(huì)很耐心地給我講解，一步步地演示給我看如何操作。感謝同學(xué)的無私幫助。 最后，要感謝學(xué)校給了我這次獨(dú)立設(shè)計(jì)機(jī)械的實(shí)踐機(jī)會(huì)，還有給我提供良好的學(xué)習(xí)研究環(huán)境。同時(shí)，我要感謝評(píng)閱老師，感謝你們呢抽出寶貴的時(shí)間來評(píng)閱這篇畢業(yè)論文。

52、 作者： 2010年6月8日 參考文獻(xiàn) [l] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社，2006:186-383 [2] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:高等教育出版社，2006:58-102 [3] 朱輝，曹光，唐寶寧，陳大復(fù).畫法幾何及工程制圖[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2003:80-257 [4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007：52-72 [5] 胡小康編.UG NX6運(yùn)動(dòng)仿真培訓(xùn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社

53、.2009.10：5-100 [6]孫恒,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:52-152 [7]鄭金興.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006：14-152 [8]趙雪松，任小中，于華.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)，2009.11:10-29 [9]冀宏.液壓氣壓傳動(dòng)與控制[M]. 武漢：華中科技大學(xué)，2009.01 [10] 薛蒲昌.基于PID的數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)電液位置伺服系統(tǒng)分析[J]. 信息技術(shù),2009,(6):107-109 [11] 崔旭芳.數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理和設(shè)計(jì)[J].技術(shù)交流,2008,(3):2

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