TH6340卧式加工中心鼠牙盘分度工作台机械设计（全套含CAD图纸）
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外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种 件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面： 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家 产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 I 毕业设计（论文） 设计（论文）题目： 式加工中心鼠牙盘分度工作台机械设计 学 院 名 称： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 学号： 指 导 教 师： 2015 年 1 月 20 日 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 要 本次设计是对 式加工中心鼠牙盘分度工作台机械设计 。 鼠牙盘齿轮具有高的分度精度，能传递大扭矩，所以广泛用于数控机床、加工中心机床、转塔车床和键床 等分度机构和圆分度工作台上鼠牙盘的啮合相当于一对带梯形齿的端齿离合器啮合时由于整个齿面都能达到均匀的接触，分度精度非常高加工中心机床上采用鼠牙盘定位的分度工作台的定位精度一般都在 5 丝左右。鼠牙盘还具有以下优点：首先，能进行高精度的结合分度。其次，能正确的进行自动对中，啮合时不需再找正中心。再次，直线齿向对于选择磨削砂轮的外径自由度大。最后，具有互换性，耐磨性好，经济效率高。 本论文研究内容： (1) 式加工中心鼠牙盘式分度工作台总体结构设计。 (2) 式加工中心鼠牙盘式分度 工作台工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4) 式加工中心鼠牙盘式分度工作台的传动系统、执行部件设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词： 式加工中心，鼠牙盘式，分度工作台 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 is to so it is of NC is to a of to is on in 5 be to do to to (1) (2) (3) of (4) of (5) of of 6) of V 目 录 摘 要 . . 录 . V 第 1 章 绪 论 . 1 数控系统的发展 . 1 度工作台 的基本原理 . 2 作台伺服进给系统 . 2 服驱动装置 . 4 题研究的目的和意义 . 4 第 2 章 设计的内容及要求 . 6 题的主要内容和基本要求 . 6 度计划与应完成的工作 . 6 设计的内容 . 7 控装置总体方案的确定 . 7 械部分的设计 . 7 写设计说明书 . 7 牙盘式分度工作台 原理设计 . 7 第 3 章 式加工中心鼠牙盘式分度工作台主要结构原理设计 . 9 传动系统总体方案设计 . 9 齿轮齿条设计计算 . 11 齿圈设计 . 17 第 4 章 绘制 式加工中心鼠牙盘式分度工作台主要零件的设计 . 19 鼠牙盘设计 . 19 主轴设计 . 21 轴尺寸设计 . 21 主轴轴承选择 . 22 活塞设计 . 22 第 5 章 式加工中心鼠牙盘式分度工作台分度总体设计 . 24 压系统的方案设计 . 24 工作台定位原理和结构 . 26 工作台松开、夹紧原理和结构 . 26 工作台分度原理和结构 . 27 结论 . 29 致 谢 . 30 参考文献 . 31 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 第 1 章 绪 论 数控系统的发展 1946 诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它创造和农业的人，那些只是增加相比，手工工具的工业社会，从一个质的飞跃，为信息时代的到来奠定了基础。 6 年后，在 1952，计算机技术应用到本机，在美国出世第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代。 数控相（ 1952 - 1970 年） 早期计算机 的运算速度低，当时的科学计算和数据处理的影响很小，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路；作为一个专用计算机数控系统的机床，称为数控硬件连接（ C），简称为数控（ 随着元器件的发展，这个时期经历了三代， 1952 的第一代管； 1959 晶体管的第二代；小规模集成电路第三代 1965。 电脑数值控制（ 段（ 1970 至今） 1970，通用汽车一直在电脑的小批量生产。所以它将被移植作为数控系统的核心部件，开始进入计算机数控（ 段（计算机和它的“通用”两个字省略 前面）。 1971，美国英特尔公司在世界上首次将两个计算机算术单元和控制器的核心部件，集成在一个芯片采用大规模集成电路技术，称为微处理器（微处理器），也被称为中央处理单元（ 1974 微处理器被应用于数控系统。这是因为计算机的功能太小，机床的控制能力富裕（时间已被用来控制机床，称为组），如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性不理想。早期的微处理器速度和功能还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。微处理器是计算机的核心部件，它仍称为计算机数控。 1990， （个人计算机，国内习惯称微机）的性 能已发展到很高的阶段，可以满足数控系统的要求为核心部件。数控系统已经进入了基于 阶段 总之，计算机数控阶段也经历了三代。 1970 的小型计算机第四代； 1974 第五代和第六代 1990基于 处理器（国外称为 同时指出，虽然国外已改名为电脑数值控制（ 而在中国，它仍然是指数控（ 所以我们日常说：数控实质上是指计算机数值控制。 3 数控系统的未来发展趋势 （ 1）继续开放的，基于 开发的第六代 随着开放，成本低，可靠性高的 富的软硬件资源特点的基础上，更多的数控系统生产 厂家会走上这条道路。至少采用 作为它的前端机，解决了人机界面，编程，网络通信的问题，通过对原系统的数控任务。 具有友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更常见。 （ 2）高速度和高精度的发展 这是为了满足机床的高速度和高精度方向发展的需要。 （ 3）向智能化方向发展 在计算机领域的不断渗透人工智能的发展而发展，数控系统的智能化程度将不断提高。 2 度工作台的基本原理 数控控制（ 是用数字化信号对机床的运动及其过程进行控制的一种控制方法 。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，是现代化工业生产中的一门新型的，发展十分迅速的高新技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围所覆盖的领域又：机械制造技术；微电子技术；信息处理传输技术；自动控制技术；伺服驱动技术；检验监控技术；传感技术；软件技术等。数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的是能技术和最基本的装备。在提高生产率，降低成本，保证质量及改善工人劳动强度等方面，都有突出的优点；特别是在 适应机械产品迅速更新换代，小批量，多品种生产方面，各类数控装备是实现先进制造技术的关键。 数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际信息处联盟（ 第五技术委员会，对数控机床作了如下的定义：数控机床是一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑的处理具有使用码或其他符号编码指令规定的程序。 龙门加工中心经过长期的技术发展和推动，已从传统的单轴式发展到多轴式，从传统龙门加工中心发展 到现代化智能的加工中心，从单面的加工发展到多面的加工，发展速度快，技术比较成熟。但是对于龙门五面体加工中心，由于我国基础技术薄弱，研究方法落后，资金投入不足等原因，以及国外对核心技术的封锁，导致我国五面体加工中心发展缓慢 4。从龙门加工中心主要部件的发展情况来看，国内外龙门加工中心的龙门和滑枕的机构基本都具有以下特点： 1. 龙门 主要是由一个横梁和两个立柱构成。分为横梁固定、横梁靠定位块 锁定分段升降和横梁任意升降三种类型。横梁固定式结构机床刚性好，但不适合加工大型工件，因为在加工靠近工作台面的工件部位 时，滑枕伸出长度过大，加工刚性较差，影响加工尺寸精度；横梁靠定位块锁定分段升降型结构机床刚性较好，但横梁升降运动不能与滑枕上下移动联动，且操作较复杂；横梁任意升降型结构横梁升降运动可以与滑枕上下移动联动，加工范围较广，适合新产品开发。立柱和横梁的横截面为矩形，刚性好，可耐重切削并长期保持高精度。主轴箱在横梁上的导轨有自重平衡装置，其动作灵活、迅速且准确。由于主轴箱左右移动时，横梁升降用滚珠丝杠所受负载有变动，使精度降低，所以采用配置在横梁左右两侧的油缸来平衡主轴箱左右移动造成的变动负载和横梁本身的自重，以提 高机床的精度。 2. 滑枕 从结构上可分为开式和闭式两种型式。开式结构的滑枕通过压板夹紧在主轴箱上，滑枕的截面积大；闭式结构的滑枕被夹紧在主轴箱内，滑枕的截面积小。主轴箱内有液压平衡装置，使滑枕上下移动灵活，可实现强力重切削。主轴滑枕内部采用强制内冷却，即使作长时间连续重切削，也可保持高精度。滑枕的行程以满足工件侧面下部的加工要求为宜，不宜太长，以免影响加工时的机床刚度。滑枕采用一体型的结构，以提高机床的整体刚性。 作台伺服进给系统 工作台伺服进给系统是一机床移动位置为控制量的自动控制系统。它根据数 控装置输出的电脉冲信号，是机床工作台、主轴等移动部件按照规定的运动速度、运动方向和位置要求做相应的移动，并对其定位精度加以控制。工作台性能在很大程度上取决于进给伺服系统的性能。 进给运动是机床成型运动的一个重要部分，其传动质量直接关系到机床的加工性 3 能。工作台的进给运动是数字控制的直接对象被加工工件最终坐标位置精度和轮廓精度都会受到进给运动的传动的影响。对进给系统的要求集中在精度、稳定和快速响应等方面。为满足这种要求，首先需要高性能的伺服驱动电机，同时也需要高质量的机械结构与之匹配。因此工作台的进给传动系统机 械结构需满足如下要求。 （ 1）高的传动精度与定位精度 工作台进给系统的传动精度和定位精度，是机床最重要的性能指标。传动精度直接影响机床加工轮廓面的精度，定位精度直接关系到加工的尺寸精度。 （ 2）宽的进给调速范围 为保证工作台在不同工况下对进给速度的选择，进给系统应该有较大的调速范围。工作台的伺服进给系统一般为 3 （ 3）快的响应速度 所谓快速响应，是指进给系统对指令信号的变化跟踪要快，并能迅速趋于稳定。目前，工作台已较普遍的采用了伺服电动机不通过减速环节直接连接丝杠带动运动部件 实现运动的方案。本次设计就是采用了这个方案来获取快的响应速度。 （ 4）低速、大转矩 根据机床的加工特点，经常在低速下进行重切削，即在低速下进给驱动系统必须有大的转矩输出。 此次设计采用的是半闭环伺服系统。半闭环系统的精度虽然比闭环系统的精度要低一些，但是它的结构与调整比较简单。而且，在半闭环系统中，转角测量表较容易实现。应用非常广泛。 图 2闭环进给伺服系统原理图 4 服驱动装置 伺服驱动装置接收数控系统发出的进给指令信号，并将其转换为角位移或直线位移，从而驱动执行部件实现要求的运动。 伺服驱动装置应该满足如下要求。 （ 1）精度高。输出位移有足够的精度，即实际位移与指令位移之差要小。 （ 2）应该具有较长时间的大过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电动机要求数分钟内过载 4而不损坏。 （ 3）调速范围宽，而且从最低速到最高速时，电动机均能平滑运转，转矩波动小，特别是在低速（如 更低）时，速度平稳而无爬行现象。 （ 4）能承受频繁振动、制动和反转。 在工作台的闭环或半闭环进给伺服系统中，伺服驱动装置主要采用交、直流伺服电动机。 直流伺服电动机具有良好的启动、制动和调速 特性，可以方便地在宽调速范围内实现平滑无极调速，故多用在对伺服电机的调速性能要求较高的工作台上。 交流伺服电动机，转子惯量比直流电动机小，动态响应好，输出的功率可比直流电动机提高 10%可达到更高的电压和转速。 题研究的目的和意义 工作台是一种在计算机控制下带有自动换刀系统的能完成多工序复合加工的自动化机床，并正向高速高效、高精度、模块化、网络化和复合化方向发展。由于工作台是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，其生产效率高、柔性好、一机多用和易于加工复杂的曲线、曲面零件等特点，早已成为工 业发达国家军民机械工业的主力加工设备。 一个国家的工作台拥有量、消费量及总体技术水平与这个国家机械工业的加工制造技术水平息息相关。我国的工作台从 70 年代开始，已有很大发展，但技术、品种和数量上都还远远不能适应我国的经济、技术发展的需要。进入 21 世纪以后，中国工作台的消费量随着军民机械工业的大规模技术改造而迅速增长，如 2001 年中国工作台的消费量仅为 2662 台（其中进口 2290 台），而同年美国、日本和德国的工作台消费量分别为 11505、 6090和 5291 台。到了 2005年，中国工作台的消费量猛增至约 13200台（估计值，工作台的产量数据未公布），其中进口 10343台。 2005年工作台的消费量是 2001 5 年的 均增幅达 一举超过美、日、德诸国，成为世界上消费工作台最多的国家。 根据机械工人杂志社等单位的调查，从近 600份重点用户的有效问卷中得出的结果是，工作台机床的应用已遍及全国 26 个行业，其中汽车、摩托车及其零部件制造业占 24%，航空航天和军工行业占 18%，机床工具业占 11%，模具行业占 8%，轻工机械行业占 4%。在这些企业拥有的工作台中，虽然普及型的立式和卧式工作台仍占多数，但多轴联动、 高速、大型精密等高档工作台也占有一定比重，如在所调查的近 600户用户中，拥有 5 轴联动工作台的占 24%。说明中国市场消费的工作台虽然以普及型的中档机为主，但高档机在消费量中所占比重估计已达 15%至 20%。 中国消费的工作台大部分依靠进口（ 2005 年进口量占消费量的七成多），各类机床进口额之首，主要从日本、中国台湾、德国和韩国等地进口。2006年上半年，中国进口工作台 5511台，金额 比分别增长 20%和 11%，仍保持两位数增长，说明中国工作台市场的规模还有增长空间。 工作台用于安装工件，并带动工件进给，以完成各种切削加工，是任何切削机床必不可少的重要部件。与普通切削机床不同的是，工作台的工作台是在数控系统的控制下自动完成进给的，能够自动完成各种轮廓和曲面的加工。工作台直线工作台主要在数控系统控制下完成纵向（ X 方向）和横向（ Y 方向）进给。为了实现任意角度和在切削过程中转台能够回转，工作台还要设置数控 式加工中心鼠牙盘式分度工作台，这样工作台就多了一个 标，能够完成更加复杂的见曲面的加工。工作台常用的式加工中心鼠牙盘式分度工作台有分度工作台 和数控 式加工中心鼠牙盘式分度工作台，它们的功用各不相同。分度工作台的功用只是将工件转位换面，和自动换刀装置配合使用，实现工件一次安装能完成几个面的加工。而数控 能实现圆周进给运动。 我国近几年分度工作台进给机构虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。 针对传统分度工作台进给机构的不足之处及生产中存在的问题，有必要在传统机床的基础上研究出新型分度工作台进给机 构。通过对传统铣床手动的进给系统、夹紧系统及传动系统的创新设计，加入新技术，从而提高产品质量和生产效率，实现自动化，降低劳动强度及工作量。 分度工作台进给机构的发展现状和趋势是：在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型进给机构；在性能上将研制以钢为材料的进给机构，大幅度提高进给机构的承载能力；在形式上继续研制多轴并联，甚至于五轴并联的进给机构。 6 综上所诉，分度工作台进给机构的开发和设计具有很高研究的意义 行分度工作台进给机构的设计，使其能够实现更好的工业生产自动化。 本课题对分度工作台进给机构部件进行了设计，研究了结构，主要部件及典型零件的设计方法，其意义如下： 1、通过对数控机床的结构设计和研究掌握机构设计的一般步骤和方法； 2、通过对课题的研究，了解国内外有关数控机床的技术现状和发展趋势； 3、通过毕业设计培养自己的创新精神，提供分析问题和解决问题的能力。 第 2 章 设计的内容及要求 题的主要内容和基本要求 主要技术参数 工作台回转直径： 400 400作台重量 800 B 轴重复定位精度： 2 B 轴定位精度： 8 B 轴 的切削进给速度： 010r/ 主轴转速： 60 6000r/低挡无级变速），主轴锥孔 径纵向进给最大速度： 4m/向进给最大速度： 4m/ 主电机功率 11/15（ 30 定量角度分度； 分析 式加工中心鼠牙盘式分度工作台的 工作原理，设计 机械结构装配图、零件图并核算。 度计划与应完成的工作 分析 式加工中心鼠牙盘式分度工作台结构，查阅相关文献资料，书写 文献综述（ 2000 字以上） ；翻译 外文文献 2 篇（ 2000 字以上） , 翻 译提供文章的摘要、前言和相关核心段落；撰写 开题报告 1 篇（ 2000 字以上） ； 绘制 鼠牙盘式分度工作台的机械结构 装配图一张（ 绘制 非标零件 图 若 张； 图纸工作量 3 张 设计说明书 (10000 字以上 )。 图样质量：计算机绘图，符合最新标准；表达完整，布置合理清晰、尺寸标注齐全、技术要求全面；零件图同时要注意结构要素和加工工艺性。 进度计划： 1、第 1阅相关资料， 了解 表面感应加热机床技术技术要求，完成开题报告 ； 2、第 3周，翻译一篇与设计相关的英文论文； 7 3、第 4据设计要求确定总体方案及计算 ； 4、第 6周，根据设计要求完成 选型，查找其技术参数 ； 5、第 7成 机床总体结构、 Z 轴结构及传动设计 ； 6、第 12，绘制图纸； 7、第 15周，编写毕业设计说明书，准备答辩。 设计的内容 控装置总体方案的确定 (1). 明确研究思路和方向， 确定设计参数； (2). 在广泛调研、收集资料后，完成多种方案设计（两种以上设计方案）。通过分折、比较、论证，选出最佳设计方案。 械部分的设计 (1) (2) (3)算和选用传动元件及导向元件； (4) (5) (6) (7) 写设计说明书 (1) 设计任务、拟定多种方案、分析论证、评价选择的较佳方案、理论分析、强度校核、系统控制原理、方法、电路配置图、装配图设计及零件设计等。 (2)论文 20000 字左右。 牙盘式分度工作台 原理设计 鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面、底座、夹紧液压缸、分度液压缸及鼠牙盘等零件组成，如图所示。 8 图 2鼠牙盘式工作台 1、 2、 15、 163、 4鼠牙盘； 5、 13678 9、 10腔； 111214、 1718、 19腔； 20、 2油管道； 22、 23油管道 鼠牙盘式分度工作台的优点是分度和定心精度高，分度精度可达 3。由于采用多齿重复定位，从而可使重复定位精度稳定，而且定位刚性好，只要分度数能除尽鼠牙盘的齿数，都能分度，适用于多工位分度。 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 第 3 章 式加工中心鼠牙 盘式分度工作台主要结构原理设计 传动系统总体方案设计 根据液压式数控分度工作台的工作原理，在工作台需要分度的时候，液压油进入活塞下部将工作台顶起，同时齿圈和下齿轮啮合，准备分度。上升到位后，液压系统将使液压油进入齿条油腔，推动齿条，齿条与上齿轮啮合，并带动上齿轮运动，上齿轮与下齿轮是做成一体的，所以上齿轮带动下齿轮旋转。下齿轮与齿圈啮合在一起，并且齿圈与转轴是固定的，所以齿条的水平运动将会带动工作台的旋转。 综上所述，此传动系统的最主要的作用就是通过齿轮齿条和齿轮齿圈的啮合使齿条的水平运动转变为工 作台的分度运动。即为图 图 经过动作的分析，在此设计中，齿轮齿条的作用只是分度时进行啮合，而且分度时传递的力只是克服中心转轴与活塞内孔壁摩擦力，此摩擦力比较小，所以齿轮齿条的设计计算主要是根据传动系统的设计方案和工作台的具体尺寸确定的。所以，齿条半径为18轮的分度圆半径为 64 液压泵的工作压力使 1、 齿轮齿条转矩 根据工作台零部件之间的合理分布，可以确定齿条半径为 18条油腔的面积为： 222 式 10 (所以齿条在分度时受液压缸的推力为： 1036.6 式（ 齿轮齿条啮合是，所受的转矩是克服中心转轴与活塞内孔壁摩擦力，此摩擦力比较小。假设为： 1000 2、齿轮齿条的转速 由齿轮齿条的分度圆啮合条件可知，工作台实现定量角度分度时，齿轮需要转动四分之一圆周，所以 式（ 齿轮转动的圆周长度也即是齿条分度时需要运动的长度，即为齿条油缸的长度。 所以齿条油缸的体积为： 3622 式(选择的液压泵的流量为： 所以分度工作台分度需要的时间为： 0101 0 6 式(综上所述 ，齿条在分度啮合的时候的速度为： 式(齿轮在分度时候的转速为： m 0460 式( 11 齿轮齿条设计计算 项目 计算（或选择）依据 计算过程 单位 计算（或确定）结果 查 1表 10用 7级精度 级 7 查 1表 10条选用 45号钢（正火处理）硬度为 200齿轮选用 45号钢（正火处理）硬度为 200轮 200条 200目 计算（或选择）依据 计算过程 单位 计算（或确定）结果 12121 17取 16464646416421选择：齿轮齿数为： 24 齿条齿数为： 20 传动比为： 1 1. 按齿面接触强度设计 （ 1）试选 2）区域系数 由 1图 10Z =Z = 3）计算齿条传递的转矩 1T 根据上述可知 2 （ 4）齿宽 由结构可知 B=15B=15 5）材料的弹性影响系数 由 1表 10Z Z 12 （ 6）齿轮接触疲劳强度极限 由 1图 10 2图 10803802 （ 7）应力循环次数 N 由 1式 10 齿(8)接触疲劳强度寿命1图 10（ 9）计算接触疲劳强度许用应力 H 取失效概率为1%，安全系数为S=1，由 1式10 913 8 913 8 （ 10）试算小齿轮分度圆直径1 式（ 10算 3 （ 11）计算圆周速度 v 06567.0v （ 12） t 度 13）计算载荷系数 K 由 1 表 10 得 使 用 系 数 1据， 7 级精度，由 1图 10得动载荷系数 1表 10 K= 14）按实际的载荷系数校正分度圆直径 由 1式 10311 641 d 16464 12. 按齿根弯曲强度设计 （ 1）计算载荷系数 K 1 6 K K=2) 齿形系数1表 10 14 （ 3）应力校正系数1图 10（ 4）齿轮的弯曲疲劳强度极限 由 1图 10 1图 100030021 30030021 （ 5）弯曲疲劳强度寿命系数1图 10用插值 法可得 (6) 计算弯曲疲劳许用应力 F 取弯曲疲劳安全系数 S=式 10 3 0 (7) 计算大小齿轮的 加以比较 0 1 9 9 结论：齿条和齿轮的 数一样，所以任选其一都可，此设计选齿轮。 8）齿根弯曲由 1式 101 15 强度设计计算 9 结论：对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径 1d =64计算应有的齿数。于是由64212811 641 z ，则 64164112 齿 642 z 3. 几何尺寸计算 （ 1）计 算中心距 a 根据结构需求 齿轮齿条中心距无穷大 mm （ 2）计算齿轮的分度圆直径 d 1282641 2d 是齿条为无穷大 1281 281 d 2d 是齿条为无穷大 （ 3）计算齿轮的齿根圆直径 d nf nf 以2231 2（ 4）计算齿轮宽度 B 根据结构需求 圆整后取： 151521 51521 16 （ 5）验算 11所以合适 注：上表依据均来自机械设计第十章齿轮传动 所以，由工作台的结构尺寸可以 确定齿轮的结构尺寸。齿轮的分度齿分布在 130范围内，且齿数为 23齿。齿轮具体结构如图 图 轮 根据结构要求，分度齿条需要液压油进行驱动，所以在液压系统中相当于活塞的作用，根据活塞工作的原理，所以齿条需要密封。 经过以上的介绍，可知齿条需要往复的运动，所以需要动密封元件，本设计选择O 型橡胶密封圈，它适用于装在各种机械设备上，在工作压力 070度为120的不同液体和气体介质中，在固定或运动的情况下起密封作用。根据液压设计传动手册表 9如图 17 图 如图所示：密封圈的公称外径 6 断面尺寸 内径 91 密封圈沟槽设计： 根据上表截面尺寸 可以得出密封圈沟槽尺寸。 沟槽深度为 沟槽宽度为 在工 作台分度时，需要转动定量角度，齿轮的分度齿分布在 130的范围内分布 23齿，所以与齿轮啮合的齿条分布长度为 140数为 22齿。 所以齿条的尺寸如图 图 齿圈设计 在分度工作台进行分度的时候，齿条带动上齿轮，下齿轮与齿圈啮合而带动工作台和主轴一起转动定量角度。所以在此过程中下齿轮与齿圈的啮合只是做精确定位的作用并没有相对的转动。所以下齿轮和齿圈只是需要按结构尺寸确定即可 : 18 齿圈的分度圆直径等于下齿轮的分度圆直径 : 112由 可知，齿圈分度圆的直径已知为 112 根据工作台的工作原理，可知下齿轮和齿圈的齿数应为 4的倍数才能满足工作的要求，查实用机械传动设计手册表 1以推算，当 75.1m 时，根据： ， 根据选定的 12 ， 75.1m ， 64z 可以得出： 齿圈的齿顶圆直径： 222式 (1 20 时， z md a 式 ( 所以， 齿圈齿根圆直径： 式 (齿圈需要带动主轴（工作台）旋转，所以需要定位在主轴上，根据定位原理，主轴和齿圈需要选定位，之后再用螺栓紧固。在此设计中齿圈与主轴的定位是在齿圈的中心开一个与主轴一样的槽，使主轴下端嵌进齿圈槽，再用三个螺栓在轴端均布紧固。其具体结构如图 图 圈 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 第 4 章 绘制 式加工中心鼠牙盘式分度工作台主要零件的设计 鼠牙盘设计 多齿分度台按其齿根部的 切槽深度可分为三种齿形，见图 性齿的齿槽很浅，半弹性齿的齿槽介于刚、弹性之间；弹性齿的齿槽深度为齿厚的 46倍或更深。弹性齿的材料为 45 号钢，调制 8，
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