陝西國防工業職業技術學院
shaanxi institute of technology
畢業設計**
題目水平迴轉工作台
專業機電一體化
班級機電3111班
姓名羅小亮
學號23311131
指導教師王剛
摘要 3
第一章緒論 4
1.1概述 4
1.2數控迴轉工作台的發展及展望 4
1.3數控迴轉工作台的原理 5
1.4 設計要求及主要引數 6
1.4.1設計準則 6
第二章數控迴轉工作台的結構設計 6
2.1設計工作台的基本要求 8
2.2數控迴轉工作台傳動方案的選擇 9
2.3電機的選擇 11
2.3.1選擇步進電機的注意事項 11
2.3.2電機的引數計算 11
2.4齒輪的設計 12
2.4.1齒輪材料確定 12
2.4.2齒輪強度計算 12
2.4.3尺寸計算 12
2.4.4齒輪結構設計 14
2.6蝸桿與蝸輪的主要引數與幾何尺寸16
2.7 軸的校核與計算 18
2.8聯軸器的選擇19
2.9輸入軸的設計20
2.10蝸桿軸的設計25
2.11軸強度的校核28
數控工具機在機械行業中扮演的角色越來越重要。特別是數控工具機朝著大功率、高速度、高精度、高穩定性的方向發展，其可靠性已成為衡量其效能的重要指標。而數控迴轉工作台作為數控工具機中不可或缺的部件，其精度已直接影響到工具機的整體效能。
為了提高效率，擴大工具機製造範圍，數控工具機除了做三軸直線進給運動之外，通常還需要用數控迴轉工作台來做加工的圓周運動。由此來滿足自動改變工件相對主軸的位置，讓工具機更好的對工件各個面的加工。配合數控系統的控制，數控迴轉工作台可以有效提高生產率，消除人為誤差，提高加工精度。
數控迴轉工作台主要是應用於數控銑床與數控鏜床或加工中心，它主要是用於對板類、箱體等類似工件的不間斷迴轉加工和多面加工。
1.1概述
數控銑床作為效率比較高的機械製造裝置，現在應用的已經非常普遍了。在加工工件時，將工件裝在迴轉台上，為了滿足工件的加工需求，能給工件加工到更多的表面，除了一般工具機都能進行的三軸直線運動之外，還必須用迴轉工作台來給工件做迴轉運動。數控系統控制著工作台，去做各種需求的圓周運動。
必要時它可以和其他的座標軸一起聯動，這樣來加工複雜一點的零件。同時在精度的保證下，理論上可以實現任意角度、任意分度的轉動。數控迴轉工作台的結構最常見的是用電機作為動力源，再者是齒輪傳動來減速，最後是蝸輪蝸桿連線工作台，起到帶動轉動的作用。
設計中迴轉精度是主要的參考物件。
現在技術越來越先進，社會對迴轉工作台的要求也是很大。迴轉工作台分類可能會有很多，但是一般是可以分為兩種，它們是數控迴轉工作台，還有就是分度臺。數控迴轉工作台可以自動的運動加工，它的結構和市面上的一般工具機的進給機構可能有點相似。
它們最主要的不同的地方在於一般工具機是做直線運動的，但是數控迴轉工作台還可以做迴轉的運動。兩種迴轉台從外表上看上去是差不多的，關鍵不同在於它們的內部。數控迴轉工作台又可以細分為兩種，一種開環,另一種是閉環。
開環與閉環結構上是看不出什麼區別的，它們的區別在於閉環它多了乙個角度測量的功能。這個測量功能會反饋和系統給的指令相互對比，選擇閉環的話，工作加工的精度會高一些。
1.2數控迴轉工作台的發展及展望
目前國內數控工具機可以說得到了快速的發展，近年來取得的進步也是非常明顯不過了。尤其是國內的數控系統，從沒有到現在的這麼成熟。可以說我國的數控技術大有可為，不斷在接近西方國家的先進技術。
作為工具機的主要組成部分，迴轉工作台相對工具機的各方面的效能來說是非常重要的。
在未來數控迴轉工作台主要是向著兩個極端發展，乙個是開發小型轉台，乙個是大型轉台。於此同時呢它在效能方面主要還是朝著以更強的以鋼為材料的蝸輪，這樣可以很大程度的增加工作台轉動的速度，增加轉台承擔負載的能力。未來在設計形式上也是向著多軸一起聯動的趨勢前進。
在不久的將來，我國工具機的附件將會朝著高檔的水平發展。不管是產品
質量或是產品效能，都會慢慢跟上西方發達國家的水平。並不斷地創新，走出自己的特色。加強對產、學、研的結合力度，從而走專業化生產道路，面向市場，滿足數控工具機發展的需求。
1.3數控迴轉工作台的原理
數控迴轉工作台應用最多的還是在這三個工具機中，它們分別是數控銑床、加工中心還有就是數控鏜床了。與一般的工作台比較起來，在外形上我們很難發現它們會有怎樣的不同，它們使用著不同的驅動。數控迴轉工作台是可以跟其他的伺服結合一起運動。
圖1-1 閉環內部結構
1- 步進電機；2-主動齒輪；3-偏心環；4-從動齒輪；5-柱銷；6-壓塊；7-螺母；8-鎖緊螺釘、11-軸承蓋、套筒；9-蝸桿；10-蝸輪；12、13-加緊瓦；14-壓緊液壓缸；15-活塞；16-彈簧；17-鋼球；18-光柵；
如下圖1-1所示該結構圖就是演示的閉環數控迴轉工作台的內部結構，這種工作台是由1電機作為動力元件的，然後2、4齒輪傳動作為減速器的效果給電機減速。在用齒輪傳動帶動9蝸桿，9與蝸輪10配合轉動這就可以帶動工作台轉動了。通常消除反向間隙、傳動間隙的方法有很多的，這裡是用了偏心環3就能達到消除齒輪2、4之間的嚙合側隙的目的了。
設計中為了實現蝸桿9、齒輪4連線在一起，其中間採用的是楔形拉緊圓柱銷5。用這種連線方式的優點的是還可以減少各軸和軸套之間的配合間隙。迴轉台轉角的位置是採用光柵18來進行測量的，它的測量結果會與指令訊號相互比較。
如果其中存在偏差，那麼將偏差放大，然後由控制電機使其朝著降低偏差的方位迴轉，從而使工作台達到精確定位的目的，設計中對於檯面的鎖緊通過均勻分布的小油缸14達到目的。
在其要加緊時，通過油缸上面的上腔注入壓力油，從而使活塞15向下移動，然後鋼球17，來推開裝置中的夾緊塊12、13，從而使蝸輪處於夾緊狀態。當迴轉台工作時，只需由數控系統來發指令，從而夾緊液壓缸14，使其上腔的油回流到油箱，而鋼球17此時在彈簧16彈力的作用下向上運動，然後夾緊塊12、13會從蝸輪中鬆開，就在這時蝸輪就可以同迴轉工作台一起按系統的指令做迴轉運動。
這個工作台的導軌面採用滾柱軸承來支承，並同時採用圓錐滾子軸承來確保正確的迴轉中心的位置。工作台是由鑲鋼滾柱導軌來支撐的，這樣可以使迴轉台平穩的運動。
1.4 設計要求及主要引數
將嚴格按照以下設計準則來完成本次設計：
1）創造性的利用所需要的物理效能
2）分析原理和效能
3）判別功能載荷及其意義
4）**意外載荷
5）創造有利的載荷條件
6）提高合理的應力分布和剛度
7）重量要適宜
8）應用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸
9）根據效能組合選擇材料
10） 零件與整體零件之間精度的進行選擇
11） 功能設計應適應製造工藝和降低成本的要求.
2.1設計工作台的基本要求
數控迴轉工作台一般是由三部分組成的，其中一部分是傳動裝置，另一部分是原動機，還有工作台。其中的傳動裝置主要是在其中傳遞運動，讓工作台運轉。
合理的傳動方案主要滿足以下要求：
（1）機械的功能要求：應滿足工作台的功率、轉速和運動形式的要求。
（2）工作條件的要求：例如工作環境、場地、工作制度等。
（3）工作效能要求：保證工作可靠、傳動效率高等。
（4）結構工藝性要求；如結構簡單、尺寸緊湊、維護便利、工藝性和經濟合理等。
數控迴轉工作台作為數控銑床裝夾工件的工具機附件，它對工具機的影響是非常大的。而數控迴轉台合理的傳動方案的好壞直接影響到數控迴轉工作台的效能。所以選擇合適的傳動方案對於本次設計顯得尤為重要。
2.2數控迴轉工作台傳動方案的選擇
有如下三種不同的方案
圖2-1 方案（1）
方案（1）採用的是皮帶傳動加渦輪蝸桿的傳動方案。
分析此方案可發現皮帶有不少的缺點：
1、 滑動損失
皮帶在工作時，由於帶輪兩邊的拉力差以及相應的變形經差形成彈性滑動，導致帶輪與從動輪的速度損失。彈性滑動與載荷、速度、帶輪直徑和皮帶的結構有關，彈性滑動率通常在1%-2%之間。有的皮帶傳動還有幾何滑動。
數控迴轉工作台設計
題目 數控迴轉工作台設計 專業 機電一體化 班級 本科09春機電專業 學生姓名 高創 指導老師 郭婷 學生學號 完成日期 2011年04月20日 目錄1.摘要3 2.任務與分析1 3.總體方案的設計2 3.1總體方案的設計2 3.2機械部分的設計4 3.2.1蝸桿蝸輪的配合5 3.2.2角接觸球軸承...
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數控臺銑x y工作台進給伺服系統設計 指導老師 班別 姓名學號 目錄 第一章系統的總體方案設計2 第二章機械系統設計3 2.1 脈衝當量和傳動比的確定3 2.2 傳動系統等效轉矩慣量計算3 2.3 工作載荷分析及計算4 2.4 滾珠絲槓螺母副的選型和校核5 2.5 導軌的選型和計算8 2.6 驅動電...
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