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原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 宁 榆林学院 毕业设计(论文) 倾斜式焊接回转台设计 所 在 学 院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指 导 老 师 年 月 日 II 摘 要 本次毕业设计的题目是倾斜式焊接回转工作台设计。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；驱动 力计算及其他相关计算；零件设计与校核；零件图的绘制和绘制装配图。 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，其中 箱体上设计了圆台和加强筋；最后，对各零件进行装配。 关键词：回转工作台；齿轮；蜗杆；箱体；建模 Abstract The graduation design topic is inclined welding rotary work table design. By the NC rotary table design, make the students step into the society before, not only to design NC rotary table, and can master the mechanical design methods and steps. The main contents of the research include : identification of NC rotary table transmission scheme; driving force calculation and other related calculation; component design and verification; parts drawing and assembly drawing. For NC rotary table design, first of all, for the overall program design, transmission scheme adopts gear transmission and worm drive; and parts of the design and verification, the worm and worm gear shaft adopts an integral structure; and the work table adopts screw connection; working table balance through the thrust bearing to ensure the box body comprises a box seat;, a box cover and a top cover, wherein the box body on the design of the round table and the stiffener; finally, the parts are assembled. Key Words:Key Words: Rotary table; gear; worm; box; modeling 榆林学院毕业设计（论文） IV 目 录 摘 要 . II Abstract. III 目 录 IV 第 1 章 绪 论 6 1.1 回转工作台概况 . 6 1.2 数控回转工作台 6 1.3 设计准则 . 7 1.4 主要技术参数 . 7 第 2 章 倾斜式焊接回转台总体方案设计 8 2.1 传动方案的确定 . 8 2.1.1 传动方案传动时应满足的要求 . 8 2.1.2 传动方案及其分析 8 2.1.1 步进电机的原理 . 10 2.1.3.传动方案及其分析 . 11 2.1.1 伺服电动机的原理 . 12 2.1.3.传动方案及其分析 . 12 第 3 章 数控回转工作台的结构设计 14 2.2 齿轮的设计 . 14 2.3 蜗杆传动 17 2.4 直流伺服电机的选择及运动参数的计算 . 20 2.5 轴承的选用 . 21 2. 5. 1 轴承的类型 21 2. 5. 2 轴承的游隙及轴上零件的调配 22 2. 5. 3 滚动轴承的配合 22 2.5.4 滚动轴承的润滑 22 2. 5. 5 滚动轴承的密封装置 22 2.6 本章小结 . 22 总 结 23 致 谢 24 参考文献 25 榆林学院毕业设计（论文） 6 第 1 章 绪 论 1.1 回转工作台概况 随着生产力水平的发展，回转工作台越来越广泛的应用于各个领域。数控回转工作 台是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台，它常被使用于各类设备上，可提高加 工效率，完成更多的工艺，它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成， 并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。 本次毕业设计主要是解决倾斜式焊接回转台回转工作台的工作原理和机械机构的 设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。 目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是： 1在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承 载能力； 3在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配 备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达 到每年 600 台左右。 1.2 数控回转工作台 数控回转工作台主要用于各类设备中，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。它可以 与其他伺服进给轴联动。 它的进给、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。工作台的运动是 由伺服电动机，经齿轮减速后由蜗杆传给蜗轮。 为了消除蜗杆副的传动间隙，采用了双螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置调 整间隙。这种蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距，因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。但 由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的啮合。 当工作台静止时必须处于锁紧状态。为此，在蜗轮底部的辐射方向有 8 对夹紧瓦， 并在底座上均布同样数量的小液压缸。当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞便压向钢 球，撑开夹紧瓦，并夹紧蜗轮。在工作台需要回转时，先使小液压缸的上腔接通回油路， 榆林学院毕业设计（论文） 在弹簧的作用下，钢球抬起，夹紧瓦将蜗轮松开。 回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由深沟球轴承及双列向心圆柱滚子轴 承保持准确的回转中心。数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因 而必须采用高精度蜗杆副。在半闭环控制系统中，可以在实际测量工作台静态定位误差 之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记忆在补偿回路中，由数控装置进行误差 补偿。在全闭环控制系统中，由高精度的圆光栅发出工作台精确到位信号，反馈给数控 装置进行控制。 回转工作台设有零点， 当它作回转运动时， 先用挡铁压下限位开关， 使工作台降速， 然后由圆光栅或编码器发出零位信号，使工作台准确地停在零位。数控回转工作台可以 作任意角度的回转和分度，也可以作连续回转进给运动。 1.3 设计准则 我们的设计过程中，本着以下几条设计准则： 1） 创造性的利用所需要的物理性能 2） 分析原理和性能 3） 判别功能载荷及其意义 4） 预测意外载荷 5） 创造有利的载荷条件 6） 提高合理的应力分布和刚度 7） 重量要适宜 8） 应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸 9） 根据性能组合选择材料 10） 零件与整体零件之间精度的进行选择 11） 功能设计应适应制造工艺和降低成本的要求 1.4 主要技术参数 （1）工作台直径：350 mm； （2）分辨率：5分/step； （3）工作台转速范围：262.5 rpm； （4）直流伺服电机最高转速2000rpm； 榆林学院毕业设计（论文） 8 （5）总传动比：20； （6）轴向最大载荷：60NM 第 2 章 倾斜式焊接回转台总体方案设计 2.1 传动方案的确定 2.1.1 传动方案传动时应满足的要求 回转工作台一般由原动机、传动装置和工作台组成，传动装置在原动机和工作台 之间传递运动和动力，并可实现分度运动。在本课题中，原动机采用电液脉冲马达，工 作台为 T 形槽工作台，传动装置由齿轮传动和蜗杆传动组成。 合理的传动方案主要满足以下要求： （1）机械的功能要求：应满足工作台的功率、转速和运动形式的要求。 （2）工作条件的要求：例如工作环境、场地、工作制度等。 （3）工作性能要求：保证工作可靠、传动效率高等。 （4）结构工艺性要求；如结构简单、尺寸紧凑、使用维护便利、工艺性和经济合 理等。 2.1.2 传动方案及其分析 由图所示， 回转工作台的传动方案有两种： 方案一为一级和二级都是齿轮传动； 方案二为一级齿轮传动，二级蜗杆传动。 榆林学院毕业设计（论文） 图 3-1 传动方案 方案一的最大缺陷是： 1.总传动比小； 2.占用空间大； 3.只能使工作台完成回转功能，无法使工作台完成自锁。 而方案二虽然传动效率低，但以上三个功能全部都能完成自锁。 所以数控回转工作台传动方案为方案二：步进电机齿轮传动蜗杆传动 工作台。 该传动方案分析如下： 齿轮传动承受载能力较高 ，传递运动准确、平稳，传递 功率和圆周速度范围 很大，传动效率高，结构紧凑。 蜗杆传动有以下特点： 1传动比大，在分度机构中可达 1000 以上。与其他传动形式相比，传动比相 同时，机构尺寸小，因而结构紧凑。 2传动平稳 蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮的啮合是连续的，因此，传动平 稳，噪声低。 3可以自锁 当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，若蜗杆为主动件， 机构将自锁。这种蜗杆传动常用于起重装置中。 榆林学院毕业设计（论文） 10 4效率低、制造成本较高 蜗杆传动方面：齿面上具有较大的滑动速度，摩擦 磨损大，故效率约为 0.7-0.8，具有自锁的蜗杆传动效率仅为 0.4 左右。为了提高减 摩擦性和耐磨性，蜗轮通常采用价格较贵的有色金属制造。 由以上分析可得：将齿轮传动放在传动系统的高速级，蜗杆传动放在传动系统 的低速级，传动方案较合理。 如图，采用电机带减速动齿轮传动，带动蜗轮蜗杆转动，从而使工作台转动。 2.1.1 步进电机的原理 步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。 每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比 例，相应的转速取决于输入脉冲频率。 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步 进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产 品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用 功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并 有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频 特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩 Mjmax 大的电机，负载力矩大。 选择步进电机时， 应使步距角和机械系统匹配， 这样可以得到机床所需的脉冲当量。 在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通 过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电 机的固有特性所决定。 选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之 榆林学院毕业设计（论文） 与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机 床快速移动的需要。 2.1.3.传动方案及其分析 数控回转工作台传动方案为：电液脉冲马达齿轮传动蜗杆传动工作 该传动方案分析如下： 齿轮传动承受载能力较高 ，传递运动准确、平稳，传递 功率和圆周速度范围很大， 传动效率高，结构紧凑。 蜗杆传动有以下特点： 1传动比大在分度机构中可达 1000 以上。与其他传动形式相比，传动比相同时， 机构尺寸小，因而结构紧凑。 2传动平稳 蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮的啮合是连续的，因此，传动平稳， 噪声低。 3可以自锁 当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，若蜗杆为主动件，机构 将自锁。这种蜗杆传动常用于起重装置中。 4效率低、制造成本较高 蜗杆传动是，齿面上具有较大的滑动速度，摩擦磨损 大，故效率约为 0.7-0.8，具有自锁的蜗杆传动效率仅为 0.4 左右。为了提高减摩擦性和 耐磨性，蜗轮通常采用价格较贵的有色金属制造。 由以上分析可得：将齿轮传动放在传动系统的高速级，蜗杆传动放在传动系统的低 速级，传动方案较合理。 同时，对于数控回转工作台，结构简单，它有两种型式：开环回转工作台、闭环回 转工作台。 两种型式各有特点： 开环回转工作台 开环回转工作台和开环直线进给机构一样，都可以用点液脉冲马 达、功率步进电机来驱动。 闭环回转工作台 闭环回转工作台和开环回转工作台大致相同，其区别在于：闭环 回转工作台有转动角度的测量元件（圆光栅） 。所测量的结果经反馈与指令值进行比较， 按闭环原理进行工作，使转台分度定位精度更高。 榆林学院毕业设计（论文） 12 2.1.1 伺服电动机的原理 伺服电动机（servomotor） 用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转 换成转轴的角位移或角速度。 伺服电动机分交、直流两类。交流伺服电动机的工作原理与交流感应电动机相同。 在定子上有两个相空间位移90电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf接一恒定交流电 压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电动机运行的目的。交流伺服 电动机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线 性度指标严格（要求分别小于1015和小于1525）等特点。直流伺服电动机 的工作原理与一般直流电动机相同。电动机转速n为 nEK1j（UaIaRa）K1j 式中E为电枢反电动势；K为常数；j为每极磁通；Ua，Ia为电枢电压和电枢电流； Ra为电枢电阻。改变Ua或改变 ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电 枢电压的方法。 在永磁式直流伺服电动机中， 励磁绕组被永久磁铁所取代， 磁通 恒定。 直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。 2.1.3.传动方案及其分析 数控回转工作台传动方案为：直流伺服电机齿轮传动蜗杆传动 工作 该传动方案分析如下： 齿轮传动承受载能力较高 ，传递运动准确、平稳，传递 功率和圆周速度范 围很大，传动效率高，结构紧凑。 蜗杆传动有以下特点： 1传动比大 在分度机构中可达1000以上。与其他传动形式相比，传动比相 同时，机构尺寸小，因而结构紧凑。 2传动平稳 蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮的啮合是连续的，因此，传动 平稳，噪声低。 3 可以自锁 当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时， 若蜗杆为主动件， 机构将自锁。这种蜗杆传动常用于起重装置中。 榆林学院毕业设计（论文） 4效率低、制造成本较高 蜗杆传动是，齿面上具有较大的滑动速度，摩擦 磨损大，故效率约为0.7-0.8，具有自锁的蜗杆传动效率仅为0.4左右。为了提高 减摩擦性和耐磨性，蜗轮通常采用价格较贵的有色金属制造。 由以上分析可得：将齿轮传动放在传动系统的高速级，蜗杆传动放在传动系统 的低速级，传动方案较合理。 同时，对于数控回转工作台，结构简单，它有两种型式：开环回转工作台、闭 环回转工作台。 两种型式各有特点： 开环回转工作台 开环回转工作台和开环直线进给机构一样， 都可以用步进电 机来驱动。 闭环回转工作台 闭环回转工作台和开环回转工作台大致相同，其区别在于： 闭环回转工作台有转动角度的测量元件（圆光栅） 。所测量的结果经反馈与指令值 进行比较，按闭环原理进行工作，使转台分度定位精度更高。 榆林学院毕业设计（论文） 14 第 3 章 数控回转工作台的结构设计 2.2 齿轮的设计 1、选用传动比：先选为 2 1）选用直齿圆柱齿轮传动； 2）数控机床速度高，要求精度高，故选 6 级精度； 3) 材料选择，小齿轮材料选 35CRALA(调质后氮化)，硬度为 65HRC,大齿轮材料 18CRMNTI(渗碳后淬火)硬度为 60HRC； 4) 选小齿轮齿数 Z1=20，大齿轮齿数为 40。 2、按齿面接触强度设计 d1t2.323 2 2 )( )(1( 1 HdU ZEUKT (1)确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 Kt1=1.2； 2) 计算小齿轮传递的转矩 T1= 21 max nin T = 98. 099. 018 60000 =3.37N.m 3）选取齿宽系数，小齿轮做悬臂布置，d=0.4； 4）材料的弹性影响系数 ZE=189.8Mpa 2 1 ； 5）按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=1200Mpa,大齿轮的接触疲 劳强度极限Hlim1=800Mpa； 6）接触疲劳寿命系数 KHN1=1,KHN2=1； 7） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%,安全系数为 S=1 H1=1200Mpa, H2=800Mpa. (2)计算 1）算小齿轮分度圆直径 d1t,代入H中较小的值 代入各数值的 d1t2.323 2 2 )( )(1( 1 HdU ZEUKT =22mm 2）计算圆周速度 V V= 100060 11 tnd =1.382m/s 3)计算齿宽 b b=dd1t=0.422=8.8mm 4)计算齿宽与齿高之比 h b . 模数 mt= 20 22 1.1mm 齿高 h=2.25mt=2.251.1=2.475mm h b = 475. 2 8 . 8 =3.5 5）计算载荷系数 根据 V=1.382m/s，6 级精度，查的动载系数 Kv=1.02. 直齿轮 KH=KF=1.0. 查表的使用系数 KA=1； 用插值法查得 6 级精度，小齿轮相对支撑悬臂布置时 KH=1.139. 由 h b =3.556 KH=1.139 得 KF=1.09. 故载荷系数 K=KAKVKHKH=11.0511.139=1.197 6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径 d1=d1t 33 2 . 1 197. 1 22 Kt K =21.98mm 7)计算模数 m m= 1 1 z d = 20 98.21 =1.099mm 3 按齿根弯曲强度设计 榆林学院毕业设计（论文） 16 弯曲强度的设计公式为 M3 2 1 12 FdZ YFaYSaKT （1） 确定公式内的各计算数值 1） 查表得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=800Mpa;大齿轮的弯曲疲劳强度极 限FE2=700Mpa； 2） 查得弯曲疲劳寿命系数 KFN1=0.9, KFN2=0.95; 3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数。S=1.8. F1= 8 . 1 8009 . 011 S FEKFN Mpa=400Mpa F2= 8 . 1 70095. 022 S FEKFN Mpa=369.44Mpa 4)计算载荷系数 K K= KAKVKFKF=11.0511.09=1.146 5)查取齿形系数 查表的 YFa1=2.80 YFa2=2.40 6)应力校正系数 Ysa1=1.55 Ysa2=1.67 7）计算大、小齿轮的 F YFaYSa 并加以比较 1 11 F YSaYFa = 400 55. 18 . 2 =0.01085 2 22 F YSaYFa = 44.369 67. 140. 2 =0.01085 （2） 设计计算 m=3 2 204 . 0 01085. 0100037. 3146. 12 mm=0.806mm 对比计算结果， 齿面接触疲劳强度计算模数 m 大于齿根弯曲疲劳强度计算模数， 齿 轮模数 m 大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，可取弯曲强度算得的模数 0.806 并就近圆整为标准值 m=1，按接触强度算得的分度圆直径 d1=22mm，算出小 齿轮齿数 Z1= m d1 =22 大齿轮齿数 Z2=222=44 4 几何尺寸计算 （1） 计算分度圆直径 d1=Z1m=221=22mm d2=Z2m=441=44mm (2)计算中心距 a= 2 4422 2 21 dd =33mm （2） 计算齿轮宽度 （3） b=dd1=0.422=8.8mm 取 B1=15mm B2=10mm 2.3 蜗杆传动 1 选择蜗杆传动类型 采用渐开线蜗杆 2 选择材料 考虑到蜗杆传动速度中等，蜗杆用 45 钢，并淬火，硬度为 4555HRC,蜗轮用铸 锡磷青铜 ZCUSn10P1，金属模铸造，为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜制造， 而轮芯用灰铸铁 HT100 制造。 3 按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式齿轮传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根 弯曲疲劳强度。传动中心距 a3 2 ) (2 H ZEZP KT (1)确定在蜗轮上的转矩 T2 按 Z1=4，取消率为=0.9 T2=60000N.mm (2)确定载荷系数 K 因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数 K=1,由表选取使用系数 KA=1.15， 由于转速不高，冲击不大，可取动载系数 Kv=1.05；则 榆林学院毕业设计（论文） 18 K=KAKFKv=1.1511.05=1.21 (3)确定弹性影响系数 ZE 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相配，故 ZE=160 Mpa 2 1 (4)确定接触系数 Zp 先假设蜗杆分度圆直径 d1 和传动中心距 a 的比值 a d1 =0.4，可查图得 Zp=2.75. (5)确定许用接触应力H 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 ZCUSn10P1。金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度 45HRC.可从表中查的蜗轮的基本许用应力 H=268Mpa. N=60jn2Lh=60110015000=1.0510 8 寿命系数 KHN=8 8 7 10 05. 1 10 =0.7453 则 H=KHNH=0.7453268Mpa=200Mpa （6）计算中心距 a3 2 ) 200 75. 2160 (6000021. 1 =70.56mm 取其中心距 a=80mm.因 i=102,故从表中去模数 m=3.15mm,蜗杆分度圆直径 d1=35.5mm,这时 a d1 = 80 5 .35 =0.44，从图中可查的接触系数 Zp=2.65,因为 Zp Zp，因此以上计算可用。 4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 （1）蜗杆 轴向齿距 Pa=m=9.891mm;直径系数 q=11.27;齿顶圆直径 da1=d1+2ha1=35.5+2 1 3.15=41.8mm. 齿 根 圆 直 径df1=d1-2(ham+c)=35.5-2(3.15+0.2 3.15)=27.94mm， 分度圆导程角 r=19.45， 蜗杆轴向齿厚 Sa=0.5m=0.53.14 3.15=4.9455mm. （2）蜗轮 蜗轮齿数 Z2=39;变位系数 X2=+0.2619; 验算传动比 i= 4 39 1 2 z z =9.75,这时传动比误差为 10 1075. 9 =2.5，是允许的。 蜗轮分度圆直径 d2=mZ2=3.1539=123mm. 蜗轮喉圆直径 da2=d2+2ha2=123+23.15(1+0.2619)=130.95mm; 蜗轮齿根圆直径 df2=d2-2hf2=123-23.15(1-0.2619+0.2)=117.09mm; 蜗轮咽喉母圆半径 ra2=a-0.5da2=80-0.5130.95=14.525mm. 5 校核齿根弯曲疲劳强度 F=2 21 253. 1 FYYFa mdd kT 当量齿数 Zv2= 57.19cos 39 cos 2 33 r Z =41.38 根据 X2=+0.2619, Zv2=41.38.查的齿形系数 YFa2=2.24. 螺旋角系数 Y=1- 140 r =1- 140 54.19 =0.8604 许用弯曲应力 F= FKFN 查的 ZCUSn10P1 制造的蜗轮基本许用弯曲应力F=56Mpa. 寿命系数 KFN=9 8 6 1805. 1 10 =0.596 F=560.596=33.376 F= 15. 31235 .35 6000021. 153. 1 2.240.8604Mpa=15.56Mpa 6 验算效率 =（0.950.96） )tan( tan vr r 已知 r=19.45v=arctanfv;fv 与相对滑动速度 Vs 有关。 Vs= 54.19cos100060 14005 .35 cos100060 11 r nd =2.76m/s 从表中用插值法查的 fv=0.0238; v=1.759,代入式中得 =0.890.90 间，不用重算。 榆林学院毕业设计（论文） 20 2.4 直流伺服电机的选择及运动参数的计算 许多机械加工需要微量进给。要实现微量进给，步进电机、直流伺服交流伺服 电机都可作为驱动元件。对于后两者，必须使用精密的传感器并构成闭环系统，才能 实现微量进给。在闭环系统中，广泛采用直流伺服电机作为执行单元。这是因为它具 有以下优点： 响应特性高，响应速度快; 转动惯量小，启动、停止方便； 高功率密度（体积小、重量轻） ； 可实现高精度数字控制； 停电制动； 调速范围较宽； 采用直流伺服电机为驱动单元，其机构也比较简单，主要是变速齿轮副、涡轮 蜗杆。通常步进电机每加一个脉冲转过一个脉冲当量；但由于其脉冲当量一般较大， 如0.01mm， 在数控系统中为了保证加工精度， 广泛采用直流伺服电机的闭环反馈控制。 1）选择直流伺服电机的额定功率 电机的额定转矩应等于或稍大于工作要求的转矩。额定功率小于工作要求，则不能 保证工作机器正常工作，或使马达长期过载、发热大而过早损坏；额定功率过大，则马 达价格高，并且由于效率和功率因素低而造成浪费。 折算到电机轴上的转矩为：MN MN i T Td 4 75. 020 60 max 则选择电机的额定转矩应该大于4MN 2）电机与工作台的惯量匹配计算 回转体的惯量：)( 32 24 mkgLD g r J 则各回转部件的转动惯量为: 271 4 1 1095. 1 32 mkg g Bd JZ 26 2 1039. 4mkgJZ 25 mkg1018. 9 蜗杆 J 24 1001. 5mkgJ 蜗轮 2 0150mkgJ 。 工作台 折算到电机轴上的转矩为 2 22 1 21 mkg00025. 0 11 i JJ i JJJJ ZZL工作台蜗轮蜗杆 电机转子惯量为 2 0018. 0mkgJM 125. 0 M L J J 满足惯量匹配要求 3）定位加速时的最大转矩计算 LLM a m MJJ t n M)( 60 2 取时间常数msta200 计算得到定位最大转矩为M=3.37NM 1 .44 max MM 综上，选择电机为法纳克5L直流伺服电机。 2.5 轴承的选用 滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。 它是依靠主要元件的滚动接触 来支撑转动零件的。与滑动轴承相比，滚动轴承摩擦力小，功率消耗少，启动容 易等优点。并且常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，因此使用滚动轴承时，只 要根据具体工作条件正确选择轴承的类型和尺寸。验算轴承的承载能力。以及与 轴承的安装、调整、润滑、密封等有关的“轴承装置设计”问题。 2. 5. 1 轴承的类型 考虑到轴各个方面的误差会直接传递给加工工件时的加工误差， 因此选用调 心性能比较好的圆锥滚子轴承。此类轴承可以同时承受径向载荷及轴向载荷，外 圈可分离，安装时可调整轴承的游隙。其机构代码为3000，然后根据安装尺寸和 使用寿命选出轴承的型号为：30208。 榆林学院毕业设计（论文） 22 2. 5. 2 轴承的游隙及轴上零件的调配 轴承的游隙和欲紧时靠端盖下的垫片来调整的，这样比较方便。 2. 5. 3 滚动轴承的配合 滚动轴承是标准件，为使轴承便于互换和大量生产，轴承内孔于轴的配合采 用基孔制，即以轴承内孔的尺寸为基准；轴承外径与外壳的配合采用基轴制，即 以轴承的外径尺寸为基准。 2.5.4 滚动轴承的润滑 考虑到电动刀架工作时转速很高，并且是不间断工作，温度也很高。故采用 油润滑，转速越高，应采用粘度越低的润滑油；载荷越大，应选用粘度越高的。 2. 5. 5 滚动轴承的密封装置 轴承的密封装置是为了阻止灰尘，水，酸气和其他杂物进入轴承，并阻止润 滑剂流失而设置的。密封装置可分为接触式及非接触式两大类。此处，采用接触 式密封，唇形密封圈。 唇形密封圈靠弯折了的橡胶的弹性力和附加的环行螺旋弹簧的紧扣作用而套紧在 轴上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要紧密封的部位。即如果是为了 油封，密封唇应朝内；如果主要是为了防止外物浸入，蜜蜂唇应朝外。 2.6 本章小结 对数控回转工作台的主要零件及传动系统的零件进行设计 选型 零件校核，按照 机械设计一书进行设计，完成机械部分。 总 结 在这几个月的毕业设计的过程中， 我认真分析了指导老师提供的基本设计数据和要 求， 之后在查阅了大量工具书和期刊资料； 对现在我国的数控工作台总体趋势进行分析， 在网上和图书馆搜集了大量的第一手的资料，首先初步确定了本次设计的基本方案，然 后设计出了具体的方案。 毕业设计是我们在学完四年教学计划所规定的全部课之后， 综合运用所学过的全部 理论知识与实践相结合的实践性数学环节。它培养我们进行综合分析和提高解决实际问 题的能力，从而达到巩固，扩大，深化所学知识的目的，它培养我们调查研究熟悉有关 技术政策，运用国家标准，规范，手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编 写技术文件的独立工作能力。 通过我学到了很多， 初步的让我认识到理论和实践相结合的重要。 除了巩固了 所学的理论知识外，还学到不少的新知识和新方法。例如在 CAD 画图中要标注极限偏 差时，要先做好标注样式，在标注时只要选种再右击选出你做好的样式，在公差栏里写 入你要的上、下偏差值。这是我以前所不会的。通过本次的设计使我对 AUTCAD 操作 更熟练，能够完整的画出简单零件的设计图纸。 刚开始做这个作业的时候，我几乎是无从下手的.让人深感烦燥.幸