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英文翻译 第 1 页 拥有大型盘铣刀具的能够促进回转体加工生产率的深槽铣床 大型高强度 工中心（桥型加工中心） 1、 背景介绍 谢您购买 工中心，机器是今年装配的，首先，您是否能够解释一下背景资料来导入购买 理由？ 2000 年 7 月， 子建立了一项共同的商业冒险，这三家公司在日本电机公司同意在小型发电机制造方面的协作。 的任务是在合理的花费和规定的方式下，为用户提供高质量高产量的产品。为此， 结合三家 公司强劲的技术力量、知识与人力资源。 不得不升级自身的生产设备，因为公司已被选择为 气动力产品的合作伙伴，电力总公司的主要辅助公司。 是否意味着最新装配的 床只是现有机床的附加？我的意思是，这种机床用来填补某种需要，不是吗？ 国安装的动力生产设备，在最近几年已经变的不足，面对这样的情况，许多种行动已经被执行，包括放宽动力市场的自由度，在这样的情况下，对发电机的需求就立即产生了。作为一家发电机制造商， 图去满足这种需求，但是这需要提高公司生产设备， 这就是我们加入的理由。 电动机的生产是我们在行的领域，但我们对需求增长的估计使得我们明确，我们必须为新的生产设备建立一个公司去加强我们回转体加工的能力。 这是我们希望通过新的生产设备获得的两个主要指标。 （ 1） 第一个目标是减少人力，机器，时间要求（增加 60%生产力）。这要求我们提高加工条件并确定生产技术； （ 2） 第二个目标是缩短加工引导时间（时间减半），这需要我们精简加工过程并且排除工件在机器间移动的需求。 为获得这些目标，我们为新的生产设备制定了三项要求： 1）尽量减少传送时间来满足不断增加的需求， 2）一种有大 切削量的机床来提高生产率，这要求我们必须要保证高度的刚性和可靠性， 英文翻译 第 2 页 3） 提高自动化定位特性去提高时间和原料搬运率。 2什么是发电机转子 进入新机床细节描述之前，你是否能够解释一下“发电机转子”，什么样的工件将被在这个新机器上进行加工。 电机有多种型号，如水轮发电机与窝轮发电机。例如，我们使用的发电机系统是由我们 燃机的输出功率为 20种发电机系统受到高度的关注，不仅因为普通目标的备份电机系统，也因为紧急情况内燃机动力系统。它 们应用于世界许多地区，包括各种日本建筑甚至南极极度寒冷地区的中间站。 为生产这些产品，我们的工厂需要 2 台 100 吨的起重机，大型的机床包括 10 米和 7 米的车床，一间干净的房间用来制造转子电扇。 已经亲自到了工厂，它已被配备了各种型号的机床，我真切的被工厂制造的高精度与高质量的大型电动机零件所震撼。我也有幸见到了许多发电机的制造过程。“精力充沛”是我参观了工厂后，在我脑海中产生的词。 谢，现在，让我解释回转轴，这个在我们新的机床上制造的工件，以有两极的、空气冷却的涡电动机为例。不同于 我提过的后备型 /经济型的电动机，这种电机是由在 厂用风力或天然气驱动而制造出的大型电动机组成的。这种电动机被广泛的应用于工业或动力电动机。标准的生产设备功率要 75000 千瓦安或更少。 这种电动机的动力产生部分由定子，转子和螺旋轴承构成，这种回转体是由磁铁芯、轴承和风扇所组成的。 这个我们希望在新机床上制造的部件是铁磁芯和轴承，为使事情简单易懂，让我们叫它“回转轴”。 明白了，那么你们是怎样制造回转轴的呢？ 转轴是由一种被锻造出的优质磁性低合金切割而成。主要的制造步骤如下 ： 1）车削， 2)磨槽、钻磨， 3）磨轴承， 4）孔配合， 5）完成车 3、五面加工系统的应用 么，最新安装的 目的是用来对回转轴进行磨槽、钻削和精磨了。 英文翻译 第 3 页 我们听说许多制造者利用专门的机器完成回转体的深度磨槽。那么，为什么你们要选择我们的五面加工系统呢？ 果我们只是为了回转体铣槽，我们可以使用水平机床或者是基于车床的在托架上装置平面切削的平面机器。无论如何，一台平面机器，不能够达到我们高的加工效率，并且我们认为这种形式的机器不能满足我们在外观上的要求。这就是原因。 这个回转轴 总共有 42 个叫做螺旋槽的深槽，最深的有每旋 105 米，深槽铣削是加工过程中最消耗时间的操作，我们常用三次成型的槽加工技术， 运用面切削刀具进行平面铣削。 因此我们决定使用德国生产的能够穿过和完成深槽加工，一次成型的面切削工具。运用这种切削工具，我们就需要一种有足够强度的，能够承受深度切削的专用机床。 提到的深度切削，那种面切削工具能够提供多大的切削力呢？ 据刀具制造者计算大约有 20 千牛，这样的切削力能够切削直径为 700毫米的工件为了将走刀次数由 3 次减到 1 次，这需要提高机床 3 倍的 排屑力，这种排屑力是现有传统机床切削条件下切削力的 3 倍。 另外，深槽铣削并不是我们希望获得的唯一目标，减少引导时间是我们的另一考虑。铣削回转轴包括许多独立的加工，如深槽、钥匙槽和导向槽等，因此，每一个工件不得不在机器间传来传去，这正是制造过程中的障碍。 明白了，这就是为什么你们决定使用我们五面加工系统的只需一次停车的机床来加工你们的工件。 极了，就像它的名字描述的那样，五面加工系统能够在一次启动后，完成工件的五面加工。通过运用附件，它也能够完成一些特有的加工操作，如在单一的机床 上加工斜面槽而不需要更换启动。我们决定针对这种优势。 4、有效的开发 行面切割 此，这就是你们为何选择 定选择 ，你们对我们有什么样的期待呢？ 是我们第一次与 作，但是我们听说 一家非常引人注目的五面英文翻译 第 4 页 加工机床的制造者，运用引人注目的方法，例如使用高硬度的钢材建造主要零件。这是对于生产我们的工件的机床应具有的最重要的特征。我们决定使用 如下 3个原因： （ 1）一份作为五面加工系统制造者的证明资料（不同自动定位特征和可靠性） （ 2）加工时 ，制造高硬度机床的能力 （ 3）合作意愿 通过测试加工，例如对用户生产技术问题的解决方案不必多说，无论如何，最重要的是按时传递。 的，现在，让我简洁的描述这台最新开发的机器并总结它的特性。我们选择 宽工作台的 为机器本体，去满足你们之前提过的加工需求，我们增加主轴的硬度和盘铣的附加功能（ 4 倍强度的型号）。在自动化主轴连杆系统中，那个为了增加机器的硬度最主要的组成部分，我们使用了两倍于标准夹具强度的夹具机构。我们做了改进去排除噪音，特别是在深度加工的时候，减少机构的变形而获 得切削力，并且使偏差值在默认值的 0/+米之内。在为工件回转系统开发新的夹具装置时，我们提供几年积累的设计大型机床的知识去紧固工件，不引起加工震动和工件变形。 我们来咨询我们想要的机床类型时，我们已经召开了许多技术性的会议，在那个过程中，我们一起工作讨论并遵守每一个提及的细节去开发我们所需要的机床。这对我们是一个学习的过程，我们学习到合作的重性，例如运用活动部件进行加工方法的证明，与机床制造者寻找解决我们生产技术的问题，与制造者保持协作关系的重要性。 5、新加工系统的益处 终，我要询问一下新加工系统的效果。加工是否符合你们的期望？ 机器的装配在今年二月份完成后，我们持续的完成回转轴的加工，结果，我们在生产率上的组织目标，引导时间的减少与要求被大大的满足。作为对事实的坦承，我非常满意这样的结果。 们未来的打算是什么呢？ 很难预言，但从实际看来，我们为这次计划所选择的机器对加工效率的提高大有作用。不仅是回转轴的加工，也有其他大型工件的加工，我将重新认识五面英文翻译 第 5 页 加工系统的作用。 日本的市场条件在将来的几年中将会有一些增长，海外市场也将更有竞 争力，特别是亚洲国家市场的增长。我认为我们应当继续在设备的集成与产品的技术上发挥我们的作用去提高生产率，就像我们在 品上所做的，目标是要继续做胜者。 常感谢您花费了时间。 生，在您有价值的建议的帮助和我们在协作工程中收集到的成果，我们将继续提高我们的产品和技术，去赢得更多的用户包括 。 再次的感谢。 英文翻译 第 6 页 a 1. NKs of to of 000, a o., on a of M&G is to in a To of of to as a E a NK in a to I is to a of t in in To of As a GE to it to (1) is to 文翻译 第 7 页 0 us to (2) is to by us to to to To we (1) is a to to (2) is a of to be to (3) is of to 2. s a of is to be on of as of at an 0 874 as as in of in To is 000a in Ive to it a 文翻译 第 8 页 I of in I an to “is to me to be on a as an of by or 5000 or of of a a a is an of an To to s it a “ I do a A is of a in 1) (2) (3) (4)in 5) 3. of is to be of We of on If we of of we go a or a a 文翻译 第 9 页 on a we t we of at is a 2 7mm 40mm of 05 m is in we to in a a So we to a a in a To we a to is to 0KN to s is to of 00 mm in t In to of to it is to by a of a as as In we to of of of of as to be a in I s to go of of s As a it 文翻译 第 10 页 to of a in By an its to as on a We to 4. se s to go of is ve NK a of as to be We to go NK (1) a as a of (2) to a of 3) to in to to is me We a as To we of In is of in to we a is 英文翻译 第 11 页 We to a +mm in a In of we in in to we of we in weve we of to a we an to me in of by in a to to of a 5. of Id to of of weve of As a in As a Im Its to in of we to be in of of I of a to be 文翻译 第 12 页 in to of I we to of as we in in to to be a of we we to in to to M&G. 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 1 - 精密回转工作台设计 目 录 前言 . 1 第一章：精密回转工作台的原理与应用 . 3 精密回转工作的原理 . 3 设计准则 . 4 主要技术参数 . 4 本章小结 . 4 第二章：精密回转工作台的结构设计 . 5 传动方案的确定 . 5 齿轮传动的设计 . 6 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 . 9 直流 伺服电动机的选择及运动参数的计算 . 11 轴承的选用 . 12 加紧机构的计算 . 13 本章小结 . 14 第三 章 控制系统硬件设计 . 16 . 16 驱动系统 . 17 传感器和人机界面 . 17 本章小结 . 17 第四章 控制系统软件设计 . 18 体方案 . 18 盘扫描的程序 . 18 码管显示程序 . 19 能化新一代 . 19 第五章 精密技术发展趋势 . 20 能发展方向 . 20 能发展方向 . 20 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 2 - 系结构的发展 . 21 能化新一代 . 21 第六章 总结 . 22 参考文献 . 22 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 3 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 4 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 5 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 6 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 7 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 8 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 9 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 10 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 11 - 前言 这次毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。通过机电一体化毕业设计设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。 使学生进一步巩固和加深对所学的知识，使之系统化、综合化。 培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的技能，提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，从而扩大、深化所学的专业知识和技 能。 培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。 使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段，树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。 本次毕业设计设计主要是解决精密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。 目前精密回转工作台已广泛应用于精密机床和加工中心上，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 精密 转台。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 12 - 精密 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 精密 转台的加工中心将会达到每年 600台左 右。 预计未来 5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那 些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均15 20左右的稳定增长。 第一章 精密回转工作台的原理与应用 精密 机床的圆周进给由回转工作台完成，称为 精密 机床的第四轴：回转工作台可以与 X、 Y、 而加工出各种球、圆弧曲线等。回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了 精密 机床加工范围。 精密回转工作台 精密回转工作台 主要用于 精密 镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，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。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 13 - 123456、 7、 8、 11筒； 91012、 131415161718 如图所示为闭环精密转台的结构图，该精密转台用直流伺服电机 1 通过减速齿轮 2和 4带动蜗杆 9，通过蜗轮 10使工作台回转。为了尽量消除反向间隙和传动间隙，通过调整偏心环 3来消除齿轮 2和 4啮合侧隙。齿轮 4与蜗杆 9是靠楔形拉紧圆柱销 5（ 剖面）来连接。这种连接方式能消除轴与套的配合间隙。工作台的转角位置用光 栅18测量，测量结果发出反馈信号与精密装置发出的指令信号进行比较，若有偏差经放大后控制伺服电机朝消除偏差的方向转动，使工作台精确定位，台面的锁紧用均布的 8个小油缸 14来完成，需要加紧时油缸上腔进压力油，活塞 15下移，通过钢球 17，推开夹紧块 12及 13，将蜗轮夹紧。当工作台需要回转时，精密系统发出指令，夹紧液压缸14上腔的油流回油箱，钢球 17在弹簧 16的作用下向上抬起，夹紧块 12 和 13松开蜗轮，这时蜗轮和回转工作台可按照控制系统的指令作回转运动。 回转工作台的导轨面由大型滚柱轴承支承，并由圆锥滚子轴承及圆锥 孔双列圆柱滚子轴承保持准确的回转中心。工作台支撑在镶钢滚柱导轨上，运动平稳且耐磨。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 14 - 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。 主要技术参数 （ 1）工作台直径： 400 （ 2） 工作台水平回转 0度精度 2”； （ 3）工作台倾斜角度 0 分度精度 2” ； （ 4）台面端跳 2 （ 5）转台驱动方式：手动带微调，转动灵活，快速 （ 6） 最大载荷： 300N （ 7） 重复定位精度 1” 本章小结 主要简单介绍毕业设计题目（精密回转工作台）和其发展概况，设计背景、工作原理、设计参数也作了进一步的说明。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 15 - 第二章：精密回转工作台的结构设计 动方案的确定 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 16 - 如图，采用电机带减速动齿轮传动，带动涡轮蜗杆转动，从而使工作台转动 原理 伺服电动机（ 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 用施加到 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 10 15和小于 15 25）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 E 中 变 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。 精密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，原动机采用直流伺服电机，工作台为 动装置由齿轮传动和涡轮蜗杆传动组成。 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。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 17 - 精密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。 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 有自锁的蜗杆传动效率仅为 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，对于精密回转工作台，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。 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）精密机床速度高，要求精度高，故 选 6级 精度； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 18 - 3) 材料 选择 ，小 齿轮 材料 选 35质 后氮化 )，硬度 为 65 齿轮 材料18 碳后淬火 )硬度 为 60 4) 选 小 齿轮齿数 0，大 齿轮齿数为 40。 2、按 齿面 接触 强 度 设计 2)()(1(1 (1)确定公 式内 的各 计 算 数 值 1） 试选载 荷系 数 2) 计 算小 齿轮传递 的 转矩 10000=） 选 取 齿宽 系 数 ，小 齿轮做 悬 臂布置， d = 4）材料的 弹 性影 响 系 数 5）按 齿面 硬度查的小 齿轮 的接触疲 劳强 度极限 200 齿轮 的接触疲劳强 度极限 00 6）接触疲 劳寿命 系 数 ,； 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=1200 H2=800(2)计 算 1）算小 齿轮 分度 圆 直 径 入 H中 较 小的值 代入各 数 值的 2)()(1(1 =22） 计 算 圆 周速度 V V=10006011=s 3)计 算 齿宽 b 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 19 - b= d 22=)计 算 齿宽 与 齿 高之比模 数 高 h=） 计 算 载 荷系 数 根据 V=s， 6级 精度，查的 动载 系 数 直 齿轮 =查表的使用系数 ； 用插值法查得 6级精度，小齿轮相对支撑悬臂布置时 =由=F =故载荷系数 K= =1 1 ）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径 d1=22)计算模数 m m=11按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为 M3 2 112 （ 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 00齿轮的弯曲疲劳强度极限 00 2） 查得弯曲疲劳寿命系数 3） 计算弯曲疲劳许用应力 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 20 - 取弯曲疲劳安全系数。 S= F1=0 S N 00 F2=0 S N )计算载荷系数 K K= =1 1 )查取齿形系数 查表的 )应力校正系数 ）计算大、小齿轮的 加以比较 1 11400 = 22= 2） 设计计算 m=3 1 0 8 0 比计算结果，齿面接触疲劳强度计算模数 轮模数 m 大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，就近圆整为标准值 m=1，按 接触强度算得的分度圆直径 2出小齿轮齿数 Z1=2 大齿轮齿数 2 2=44 4几何尺寸计算 （ 1） 计算分度圆直径 1 m=22 1=22mm 2 m=44 1=44买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 21 - (2)计算中心距 a=2 44222 21 3 2） 计算齿轮宽度 （ 3） b= d 22= 5 0 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 45 55轮用铸锡磷青铜 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 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 (1)确定在蜗轮上的转矩 ，取消率为 =2=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 于转速不高，冲击不大，可取动载系数 K= 1 3)确定弹性影响系数 选用的是铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相配，故 60 (4)确定接触系数 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 22 - 先假设蜗杆分度圆直径 传动中心距 a 的比值查图得(5)确定许用接触应力 H 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 属模铸造，蜗杆螺旋齿面 硬度 H =268N=600 1 100 15000=108 寿命系数 H= H =26800 （ 6）计算中心距 a3 2)2 0 0 0(6 0 0 0 =其中心距 a=80 i=102,故从表中去模数 m=杆分度圆直径时图中可查的接触系数 =为 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 m=径系数 q=顶圆直径 1 齿 根 圆 直 径 m+c)=度圆导程角 r=蜗杆轴向齿厚 m=（ 2）蜗轮 蜗轮齿数 9;变位系数 验算传动比 i=43912 时传动比误差为10 =是允许的。 蜗轮分度圆直径 d2=39=123蜗轮喉圆直径 23+2 +购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 23 - 蜗轮齿根圆直径 23蜗轮咽喉母圆半径 5校核齿根弯曲疲劳强度 F= 221 当量齿数 o s 39c o s 2 33 据 螺旋角系数 Y =1-140r=1-用弯曲应力 F= F 的 F =56 寿命系数 F=56 F= 0 验算效率 =（ )vr r 已知 r=v = o 0060 1 4 o 0060 11 s 从表中用插值法查的 v =,代入式中得 =用重算。 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 ; 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 24 - 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 精密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： d a x则选择电机的额定转矩应该大于 4 2）电机与工作台的惯量匹配计算 回转体的惯量： )(32 24 则各回转部件的转动惯量为 : 27141 262 1039.4 25 蜗杆J 241001.5 蜗轮 20150 。工作台 折算到电机轴上的转矩为 222121 0 2 作台蜗轮蜗杆购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 25 - 电机转子惯量为 20018.0 3）定位加速时的最大转矩计算 )(602 取时间常数 00计算得到定位最大转矩为 M=a x 综上，选择电机为法 纳克 5 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。 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。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 26 - 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。 紧机构的计算 采用液压缸作为工作台的夹紧装置， 液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式 ，或摆动式 机械运动。 液压具有很多优点： 1、工作比较平稳，反应快，冲击小，能高速启动； 2、液压缸的的体积小、重量轻，惯性小，结构紧凑，能输出较大的力； 3、控制调节方便，易于实现自动化； 4、由于功率损失所产生的热量可由流动的油带走，所以可避免在系统某些局部位置所产生的过度温升，等等。 单个油缸的主要尺寸设计计算： 1、活塞： 钢筒、活塞的材料为 45钢，查机械设计手册得抗拉强度为 600安全系数为 许用应力为： 600/00塞直径 28 2、缸筒直径： 按机械设计手册选取液压缸钢筒内径 D=28 3、活塞行程： 确定活塞行程为： 7 4、活塞及杆重计算： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 27 - G= /4 ( 228 29) 910 310 、弹簧选择计算： 按机械设计 手册选取弹簧截面直径 簧中径 效圈数为 4，单圈弹簧刚度为 整根弹簧的刚度 K= 6、夹紧力的计算： 弹簧预压缩量为： S=G/K=定活塞的行程 弹簧力为： K(S+L)=(5+42N 查表得液压缸的系统压力 P=6率系数 = 则液压缸的夹紧力为： F=( /4（ 2D - 2d ） P - 230F=( /4 228 6 2302461N 其中，取夹紧块蜗轮的摩擦系数为 则摩擦力为： f= F=2461=工作台采用八个液压缸进行加紧，八个液压缸的总夹紧力： 总F =8=、制动力矩的演算： M=初始条件确定回转工作台所承受的负载转矩为： 结构知： L=204 M=204 310 =买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 28 - 章小结 对精密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。 第三章、控制系统硬件设计 精密回转工作台控制系统硬件主要包括 动驱动、传感器、人机交互界面。 硬件系统设计时，应注意几点：电机运转平稳、响应性能好、造价低、可维护性、人机交互界面可操作性比较好。 选择 随着微电子技术水平的不断提高，单片微型计算机有了飞跃的发展。单片 机的型号很多，而目前市场上应用 目前应用最广的 8位单片机 89格低廉，而性能优良，功能强大。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 29 - 在一些复杂的系统中就不得不考虑使用 16 位单片机， 列单片机广泛应用于伺服系统，变频调速等各类要求实时处理的控制系统，它具有较强的运算和扩展能力。但是定位合理的单片机可以节约资源，获得较高的性价比。 从要设计的系统来看，选用较老的 8051单片机需要拓展程序存储器和数据存储器，无疑提高了设计价格，而选用高性能的 16 位 显得过于浪费。生产基于 51 为内核的单片机的厂家有 中在 件生产领域 司的工艺和封装技术一直处于领先地位。 程序开发过程中可以十分容易的进行程序修改，同时掉电也不影响信息的保存；它和80且采用静态时钟方式可以节省电能。 因此硬件 司的产品， 9表示内含 表示支持 性能参数为： 储器容量为 416 位定时器 2 个、 中断源 6 个（看门狗中断、接收发送中断、外部中断 0、外部中断 1、定时器 0和定时器 1中断）、 28B、 14位的计数器 I/2个。 口设计 口部分包括传感器部分、传动驱动部分、人机交互界面三部分。示意图如下所示 ： （ 1）将行程开关的状态读入 过中断进行处理，它的优先级别最高。 （ 2）通过程序实时控制电机和电磁阀的运行。 （ 3）接受键盘中断指令，并响应指令，将当前行程开关 状态和键盘状态反应到 现人机交互作用。 （行程开关） 前向通道 传动驱动 （电磁阀） （伺服电机） 人机界面 传感 器 键盘、 后向通道 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 - 30 - 所以 ： （ 1） 4 （ 2） （ 3） （ 4） 栅）、电磁阀驱动、急停信号等； 驱动系统 传动驱动部分包括直流伺服电机的驱动和电磁阀的驱动，直流伺服电机须满足快速急停、定位和退刀时能快速运行、工作时能带动工作台并克服外力（如切削力、摩擦力）并以指令的速度运行。在定位和退刀时夹紧 机构放松。 传感器和人机界面 由于步进电机不需要反馈电路，但是要注意工作台不能超过最大行程。因此，必须加上行程开关。 人机界面设计的准则就是要有良好的人机交互能力，一般要求操作简便，界面简洁明了。此系统中共有八个数码管，其中前四个可以显示键盘输入的数据等指令，后四个可以工作台下显示光栅反馈给单片机的位置信号，并将角度位移实时显示出来。有 4 4的矩阵键盘，用于输入外部指令及数据信息。 本章小节 本章着重介绍了精密工作台控制系统的硬件设计。 选择及其外围的接口设计 和控制流程；此外还叙述了人机界面各个按扭和 购买后包含有
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