毕业设计（论文）-回转工作台设计及其技术研究

⑥计算中心距取中心距a=100mm,,因，取模数m=4,蜗杆分度圆直径d=40mm。接触系数,,因为,因此以上计算结果可用。3.4.4蜗杆与涡轮的主要尺寸与参数（1）蜗杆轴向齿距；直径系数；齿顶圆直径；齿根圆直径；分度圆导程角；蜗杆轴向齿厚。（2）蜗轮蜗轮齿数;变位系数；验算传动比,这时传动比误差为，是允许的。蜗轮分度圆直径蜗轮圆直径蜗轮齿根圆直径蜗轮咽喉圆半径3.5轴的设计3.5.1轴的结构设计定心轴蜗杆轴结构3.5.2轴以及轴上键的校核1）取键连接的类型及尺寸因其轴上键的作用是传递扭矩，应用平键连接即可。在此用平键。由资料可查出传动轴键的截面尺寸为：宽度b=12mm，高度h=8mm，由连轴器的宽度并参考键的长度系列，从而取键长L=40mm；蜗轮轴键的截面尺寸为：宽度b=14mm，高度h=9mm，由大齿轮的宽度并参考键的长度系列，从而取键长L=50mm。2）键连接的强度键、轴和连轴器的材料都是钢，因而可查得许用挤压力，取其平均值。传动轴键的工作长度l=L-b=40-12=28mm，键与连轴器的键槽的接触高度k=0.5h=4mm，从而可得：，可见满足要求。此键的标记为：键B12×40GB/T1096—1979。传动轴键的工作长度l=L-b=50-12=38mm，键与连轴器的键槽的接触高度k=0.5h=4.5mm，从而可得：，可见满足要求。此键的标记为：键B14×50GB/T1096—1979。3.6轴承的选用滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。滚动轴承主要是借助内外圈的滚动实现传力与滚动，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。3.6.1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。3.6.2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。3.6.3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。3.6.4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，密封唇应朝外。3.7润滑与密封3.7.1传动副的润滑计算蜗杆传动的由于蜗杆传动效率不高，产热量比较大，因此，蜗杆传动应用油浴润滑。根据算出的润滑油温度判断是否需要采用强化散热装置。在单位时间内，蜗杆传动由摩擦损耗产生的热量为,从箱体外表面散逸到空气中的热量,根据平衡条件可求出润滑油的工作温度t式中—蜗杆输入功率，；—蜗杆传动效率；K—散热系数，,当周围空气流通良好时取大值；A—散热面积，，指内壁被油所溅及而外壁与空气接触的表面积；—周围环境温度，。在本次设计中，电机的输入功率为，电机的工作效率，齿轮传动效率为；一对滚动轴承的效率为；蜗杆传动效率为，因此蜗杆的输入功率,不需要采取强化散热装置。因为齿轮传动的速度不是很快，传动比较小，所以，齿轮传动不需要采取专门的润滑方式，只需要再工作时，给齿轮涂上与之相适应的润滑油即可。3.7.2轴承的润滑轴承在大多数情况下使用脂润滑，在一些特殊情况下，也可以采用油润滑。在本次设计中，蜗杆轴上的两个圆锥滚子轴承就应该采用油润滑，而且润滑油与蜗杆传动的润滑油是同一种润滑油。这样，在传动过程中，润滑油由于蜗杆的回转就可以飞溅到轴承上，而且润滑方便。回转工作台的其他轴承应该用脂润滑，而且为了防止润滑油进入轴承，从而破坏了脂润滑，需要在相应的部位安装上挡油盘。3.7.3密封为了防止外界飞尘进入回转台的内部以及防止润滑油渗出箱体，需要在工作台于箱体的接触面、以及轴承端盖与箱体的接触面上布置相应的密封件。经过设计与选择，在工作台与箱体的接触面上采用毡圈密封，另外，在传动轴的伸出的相关部位，我们也采用毡圈密封。轴承端盖与箱体的接触面上，我们采用O形圈密封。此外，还有一个重要的密封，就是为了防止蜗杆传动的润滑油进入齿轮传动的部位，我们采用旋转轴唇形式密封圈。3.8本章小结对数控回转工作台的设计以及其他零件的设计首先通过设计要求，合理选用了传动方式，合理选用了电机型号，完成了对齿轮传动的设计以及校核，各类参数的确定，完成了轴的设计和校核，轴承的选用，润滑方式的选择等。

第4章数控回转工台总体结构设计4.1数控回转台系统总体结构设计

图4-1数控回转台传动系统图图中：1、主箱体，2、蜗轮，3、定心轴，4、连接螺栓，5、轴套，6、箱体连接螺栓，7、垫片，8、轴1,9、联轴器，10、键，11、小齿轮，12、端盖，13、圆柱滚子轴承，14、副箱体，15、大齿轮，16、滚子球轴承，17、蜗杆，18,、轴向挡圈数控回转工作台传动系统是其技术核心，该系统的设计是否合理直接影响到所加工零件的精度，本次设计采用电机驱动，其传动系统工作原理：利用联轴器将电机轴和传动轴1连接，小齿轮与轴1用键连接，电机动力通过轴1传递给小齿轮，小齿轮和大齿轮啮合传动，大齿轮与蜗轮轴用键连接将动力传递给蜗杆，蜗轮利用螺栓和定心轴承与回转工作台固定连接。利用蜗轮蜗杆机构传递动力和转速。图4-2数控回转工作台机架结构示意图图中：19、固定螺栓，20、回转台，21、定位螺栓，22、定心轴，23、上端盖，24、定位销，25、下端盖，26、轴承，27、加紧装置，28、钢球，29、弹簧，30、加紧瓦，31、圆钢珊，32，螺母，33螺钉，34、轴承，35、螺栓，36、轴套，37、调整环38、支座连接螺栓39、支座，40、定心轴轴承。数控回转台支架部分，总体结构有上端盖，下端支撑腿组成，回转台工作面和蜗轮利用定芯轴22连接，保证蜗轮和回转工作台的同轴度，定心轴利用轴承以及挡圈，支座固定连接在一起，利用弹簧和夹紧装置将其定位加紧，利用连接螺栓将上端盖和下支腿箱体连接在一起，从而形成整个数控回转工作机构。4.2数控回转台今后发展趋势a)高速高精高效化

b)柔性化c)工艺复合性和多轴化d)实时智能化4.3功能发展方向a)用户界面图形化。b)科学计算可视化c)插补和补偿方式多样化d)内装高性能PLCe)多媒体技术应用4.4体系结构的发展a)集成化b)模块化c)网络化d)通用型开放式闭环控制模式4.5智能化新一代PCNC数控系统智能化新一代PCNC数控系统将computer智能技术、internet技术、CAD/CAM、等多种高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。

结论通过此次毕业设计，让我能将自己这四年来所学的专业知识重新拾起整理，并且在心中有了一个知识体系，知道如何去调用所学的知识，对于自己不了解的、不曾接触过的专业知识，知道可以通过查阅资料区学习并掌握它。现在想起刚拿到毕业设计题目时，觉得太难了，不知道从哪里入手，怕不能完成。最后在老师的指导下，才知道原来这个题目的用意就是在于让学生深入了解一个机械产品的整个设计过程，将自己所学的专业知识重新收拾一遍，为以后走向工作岗位打下扎实的基础。有了这次毕业设计的经历，我深刻理解了一台数控回转工作台的整个设计过程，也学会如何将所学的专业知识应用于实际设计中。大家都知道，每一套设备都要经过反复的改进才能让生产效率更高，所以不是这么一份并且还不是很完善的毕业设计说明书就完了，需要做的事情很多很多。任何的设计都不可能时完美的，总存在一定的不足之处。因此本次毕业设计也不可避免的存在缺陷:数控系统设计还不完善。我会再接再厉，尽可能的完善数控系统。本次设计的数控回转工作台，仅有一个自由度。若在此基础上增加一个或多个自由度，那么工作台的应用范围将会更广，目前市场上多自由度的工作台需求量很大。所以若设计多自由度的数控回转工作台，将会很有价值。

参考文献[l]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2006:186-383[2]吴宗泽.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社,2006:58-102[3]朱辉,曹光,唐宝宁,陈大复.画法几何及工程制图[M].上海:上海科学技术出版社,2003:80-257[4]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,2007：52-72[5]胡小康编.UGNX6运动仿真培训教程[M].北京:清华大学出版社.2009.10:5-100[6]孙恒,陈作模,葛文杰.机械原理[M].北京:机械工业出版社,2005:52-152[7]郑金兴.机械制造装备设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2006:14-152[8]赵雪松,任小中,于华.机械制造装备设计[M].武汉:华中科技大学,2009.11:10-29[9]冀宏.液压气压传动与控制[M].武汉;华中科技大学,2009.01[10]薛蒲昌.基于PID的数控机床工作台电液位置伺服系统分析[J].信息技术,2009,(6):107-109[11]崔旭芳.数控回转工作台的原理和设计[J].技术交流,2008,(3):23-27[12]顾华锋.数控机床回转工作台动态性能分析与仿真[J].机床与压,2008,(36):216-220[13]王友林.数控双转轴式回转工作台的结构与工作原理[J].煤矿机械,2009,(30):102-103[14]张立莹.回转数控工作台夹紧机械浅析[J].制造技术,2001,(3):102-103[15]李智强.基于CAN总线的高精度小型数控工作台示教与设计[J].功能部件,2008,（6）158-16[16]何雪明.数控技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2006.9[17]钟雯.机械类毕业设计选题精选[M].北京:化学工业出版社,2010.1[18]杨萍.数控工作台设计[J].组合机床自动化加工技术,1996,(8):18-42[19]刘国庆,孙国民.齿轮泵的异常噪声问题[J].工程机械.1997(9)[20]黎新.低噪声齿轮传动系统的结构设计方法[J].机械研究与应用.1998(2)[21]曲秀全,戴恒震,宋学勇.降低沥青齿轮泵噪声的方法[J].流体机械,2001(7)[22]BowesDE.MethodsForcharacteringtheFluidborneNoiseGeneratedByDisplacementPumps[J].1985[23]G.Dalpiaz,A.FernandezdelRincon,E.Mucchi.Modelingmeshingphenomenaingearpumps[J].2004LeuvenConferenceonNoiseandVibrationEngineering(ISMA2004).2004(p.720-734)[24]StanleyBaksi,KarlGrote,NasserHarris.DYNAMICSTRESSANALYSISOFANEPICYCLICGEARPUMP[J].23rdComputersandInformationinEngineeringConference.Sep2-6,2003,Chicago,Illionis.[25]S.Neyrat,N.Orand,D.Jonquet.ModellingandAnalysisofanAutomaticTransmissionInternalGearOilPumpWithCavitation[J].2005SAENoiseandVibrationConferencean