【正文】 步`進(jìn)電機(jī)的時(shí)候，首先保證步`進(jìn)電機(jī)得輸出功率應(yīng)該大于負(fù)載`所需得功率。由于需要多面加工，在保證夾具體工作精度的同時(shí)，還要具有可旋轉(zhuǎn)性，為了配合箱體和回轉(zhuǎn)體的安裝，夾具體尺寸在保證容得下零件的同時(shí)，不宜過(guò)大。改善機(jī)器造型，協(xié)調(diào)機(jī)器的各部分比例，使整機(jī)造型美觀。 箱體設(shè)計(jì)自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)箱體起著支承并含有各種傳動(dòng)的零件，像齒輪、軸承、軸等，使它們能能保持正常得運(yùn)動(dòng)精度及運(yùn)動(dòng)關(guān)系。通過(guò)按下按鈕開(kāi)關(guān)，使氣缸的活塞桿向前推進(jìn)，并帶動(dòng)齒輪齒條副實(shí)現(xiàn)90176。它的回轉(zhuǎn)由氣缸帶動(dòng)齒輪齒條副控制，分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊則是由分度銷和分度盤進(jìn)行手動(dòng)控制的。夾具體系統(tǒng)總體框圖見(jiàn)圖14。的兩個(gè)方向上的端面孔位，所以采用換向閥控制雙作用氣缸進(jìn)行前進(jìn)和后退的狀態(tài)，采用手動(dòng)分度擺桿帶動(dòng)分度銷控制90176。由鍵盤輸入?yún)?shù)，通過(guò)I/O接口芯片到進(jìn)行單片機(jī)處理，然后一面通過(guò)I/O芯片輸出到顯示屏，另一面輸出通過(guò)光電隔離與功率放大到驅(qū)動(dòng)器，再由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。圖12自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)圖1）回轉(zhuǎn)體；2）工作臺(tái)箱體；3）齒輪；4）工作臺(tái)底座；5）蝸輪；6）步進(jìn)電機(jī)；7）圓錐滾子軸承；8）蝸桿。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)由，步進(jìn)電機(jī)、軸、齒輪副、蝸輪蝸桿和工作臺(tái)組成。傳動(dòng)系統(tǒng)部分主要由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)組成；回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)控制系統(tǒng)部分主要由單片機(jī)、鍵盤顯示屏、I/O接口芯片和驅(qū)動(dòng)器組成。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：1. 旋轉(zhuǎn)鉆夾具工作臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)；2. 旋轉(zhuǎn)鉆夾具工作臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；3. 旋轉(zhuǎn)鉆夾具工作臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；4. 總裝加工動(dòng)畫模擬。其中分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的運(yùn)用得到了廣泛推廣，各種新型工作臺(tái)不斷被引進(jìn)，同時(shí)我國(guó)也自主研制和開(kāi)發(fā)了一批適用、高效性的分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。根據(jù)“新型數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的評(píng)價(jià)體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對(duì)中國(guó)數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推演和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)中國(guó)的行政區(qū)劃和四大都市圈的數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面的研究。 成都學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）減速器殼體旋轉(zhuǎn)鉆夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄緒論 11 工作臺(tái)方案設(shè)計(jì) 3 回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 3 回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)原理及總體框圖 3 回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)方案 3 回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)控制系統(tǒng)方案 4 夾具體系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 5 夾具體系統(tǒng)原理及總體框圖 5 夾具體系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)方案 5 夾具體系統(tǒng)控制系統(tǒng)方案 62 工作臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 工作臺(tái)設(shè)計(jì) 8 回轉(zhuǎn)體設(shè)計(jì) 8 夾具體設(shè)計(jì) 9 傳動(dòng)比及參數(shù)確定 9 傳動(dòng)比設(shè)定 9 步進(jìn)電機(jī)最大回轉(zhuǎn)速度及頻率 10 步進(jìn)電機(jī)分度精度 10 步進(jìn)電機(jī)選擇 10 步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)力矩計(jì)算 11 步進(jìn)電機(jī)最大轉(zhuǎn)速 12 步進(jìn)電機(jī)最大頻率 12 步進(jìn)電機(jī)型號(hào) 12 氣缸選擇 12 氣缸輸出力計(jì)算 13 氣缸行程 13 氣缸活塞速度 14 氣缸型號(hào) 14 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14 齒輪的材料及類型 14 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)尺寸 14 確定齒輪的主要參數(shù)與主要尺寸 15 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 16 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 17 蝸桿傳動(dòng)類型 18 蝸輪蝸桿的材料 18 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 18 蝸輪蝸桿主要參數(shù)與幾何尺寸 19 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 20 軸的設(shè)計(jì) 21 軸1的設(shè)計(jì) 21 軸2的設(shè)計(jì) 22 主軸的設(shè)計(jì) 22 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 22 鍵的選擇 23 鍵聯(lián)接類型 23 鍵連接的尺寸 23 軸承的選擇 24 軸承的類型 24 軸承的尺寸 24 滾動(dòng)軸承的密封裝置 253 工作臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 控制系統(tǒng)元器件選擇 26 單片機(jī)選擇 26 I/O接口芯片選擇 27 存儲(chǔ)器選擇 28 譯碼器選擇 29 地址鎖存器選擇 30 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 31 主控電路設(shè)計(jì) 31 I/O接口電路設(shè)計(jì) 31結(jié)論 33附錄 34參考文獻(xiàn) 42致謝 43緒 論中國(guó)數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中，許多情況不是很樂(lè)觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型的產(chǎn)品；技術(shù)密集型的產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)的國(guó)家；生產(chǎn)要素決定性作用正在被削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗較大、產(chǎn)出率較低、環(huán)境污染較嚴(yán)重、對(duì)自然資源的破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模又偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力的薄弱、管理水平較落后等。60 年代以來(lái)，跨國(guó)公司推動(dòng)的產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展使得國(guó)際分工和國(guó)際貿(mào)易格局發(fā)生了改變，加工貿(mào)易成為全球化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的本質(zhì)要求。本次設(shè)計(jì)的意義是設(shè)計(jì)出一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、精度系數(shù)比較高的自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，并能滿足生產(chǎn)和加工的需要。1 工作臺(tái)方案設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)鉆夾具回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)部分主要實(shí)現(xiàn)精確分度，保證加工質(zhì)量，所以對(duì)這部分的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的核心，下面來(lái)介紹一下這部分主要內(nèi)容?；剞D(zhuǎn)體系統(tǒng)總體框圖見(jiàn)圖11。圖12為自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)體系統(tǒng)。工作臺(tái)回轉(zhuǎn)分度工作時(shí)候，由控制系統(tǒng)發(fā)送指令給步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪副轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)蝸輪軸回轉(zhuǎn)，并由蝸輪帶動(dòng)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)分度；工作臺(tái)停止時(shí)，通過(guò)蝸輪蝸桿的自鎖和步進(jìn)電機(jī)的自鎖保證工作臺(tái)的自鎖。控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖13。分度盤的準(zhǔn)確定位和鎖緊。圖14 夾具體系統(tǒng)總體框圖 夾具體系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)方案夾具體的使用可以說(shuō)是相當(dāng)廣泛，而采用合適的傳動(dòng)和控制系統(tǒng)可以使夾具體的效率和使用率增加，生產(chǎn)成本降低。圖15 夾具體傳動(dòng)系統(tǒng)圖1）卡盤1；2）分度盤；3）分度銷；4）手動(dòng)擺桿；5）換向閥；6）分度齒輪；7）卡盤2；8）齒條；9）氣缸。轉(zhuǎn)位，松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)，氣缸活塞桿回到氣缸末端，使夾具體回到初始位置。箱體又可以存儲(chǔ)潤(rùn)滑劑，能實(shí)現(xiàn)各種類運(yùn)動(dòng)零部件的潤(rùn)滑。自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于鏜床，銑床，鉆床等需要多面轉(zhuǎn)位加工的工件，是機(jī)械加工中常用的機(jī)床附件，因此尺寸不易過(guò)大，要能配合機(jī)床的使用。綜合考慮，設(shè)計(jì)尺寸如圖22所示：圖22 夾具體尺寸圖 傳動(dòng)比及參數(shù)確定 傳動(dòng)比設(shè)定系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的參數(shù)：工作臺(tái)回轉(zhuǎn)速度最大為60度/秒。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)的時(shí)候，首先要計(jì)算它的機(jī)械系統(tǒng)得負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩`頻特性能夠滿足機(jī)械`負(fù)載并會(huì)有一定的余量能保證其運(yùn)行的可靠。設(shè)步進(jìn)電`機(jī)等效的負(fù)載的力矩為T，負(fù)載力則為P，依據(jù)能量的守恒原理知，負(fù)載力所做的功與電機(jī)所做的功有如式（21）關(guān)系： （21）式中 φ — 電機(jī)的轉(zhuǎn)角； S — 轉(zhuǎn)動(dòng)部件相應(yīng)的位移； η — 機(jī)械傳動(dòng)的效率。經(jīng)測(cè)得：可求得不考慮啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件的慣性影響，啟動(dòng)力矩為 Tm=T/（~）=14Nm相數(shù)電壓/V電流/A外徑長(zhǎng)度軸徑110BYG250D0602182611023416 氣缸選擇如圖24所示，選擇氣缸時(shí)，首先要保證氣缸的理論得輸出力大于負(fù)載所需的力。其受力分析簡(jiǎn)圖如圖25所示： 圖25 夾具體受力簡(jiǎn)圖根據(jù)已設(shè)計(jì)的夾具體尺寸和材料，可通過(guò)三維分析軟件測(cè)得所需負(fù)載轉(zhuǎn)矩M=898N故轉(zhuǎn)位行程：L=π290=氣缸行程應(yīng)大于轉(zhuǎn)位行程，取氣缸行程為143mm。 齒輪的材料及類型根據(jù)整體傳動(dòng)的要求，傳動(dòng)效率不大、速度中等和使用壽命長(zhǎng)，小齒輪需要在封閉條件下工作，因此設(shè)計(jì)為閉式齒輪傳動(dòng)，分度齒露天條件下工作，設(shè)計(jì)成開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，并都采用圓柱直齒輪傳動(dòng)的形式。 （23）式中 d1——小齒輪直徑； K ——載荷系數(shù)； T1——小齒輪轉(zhuǎn)矩； [σH]——許用接觸應(yīng)力；Ψd——齒寬系數(shù)； ZE——彈性系數(shù)；ZH——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)；Zε——重合度系數(shù)。模數(shù): 。 （25）式中 σFlim——齒輪齒根的彎曲疲勞極限；SFmin——彎曲疲勞強(qiáng)度最小的安全極限； YN——彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算壽命系數(shù) YX——尺寸系數(shù)。可以得到很大的傳動(dòng)比，一般情況在動(dòng)力的傳動(dòng)中，取傳動(dòng)比I=1080，在分度的機(jī)構(gòu)中，I可達(dá)1000。 蝸輪蝸桿的材料考慮到蝸桿傳動(dòng)效率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號(hào)鋼；為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性，要求蝸桿螺旋齒面淬火，硬度為4555HRC。確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2按Z1=1，估取效率η=，則確定載荷系數(shù)k因工作的載荷相對(duì)較穩(wěn)定，故取載荷的分布不均的系數(shù)Kβ=1；查得使用系數(shù)KA=；由于轉(zhuǎn)速的不高，沖擊不大，可取動(dòng)載的系數(shù)KV=；則確定彈性的影響系數(shù)ZE根據(jù)蝸桿和鑄錫青銅蝸輪相配，可查得ZE=152確定接觸的系數(shù)Zρ先假設(shè)一下蝸桿的分度圓的直徑d1和傳動(dòng)的中心距a的比值d1/a=1：3，從而可算出Zρ=。距中間平面愈遠(yuǎn)，齒愈厚，變位系數(shù)也愈大。 （28）式中 σFlim——齒根彎曲疲勞極限；SFmin——彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全極限。根據(jù)載荷的大小、方向、性質(zhì)及其分布狀態(tài)，軸上零件的數(shù)量及安裝位置、定位方法、軸的制造工藝和生產(chǎn)規(guī)模等，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式的軸。 軸1的設(shè)計(jì)根據(jù)軸1的承載情況，主要傳遞扭矩和彎矩，屬于轉(zhuǎn)軸?？紤]到軸的材料的經(jīng)濟(jì)性，材料依然選為正火處理的45鋼。軸的材料的選擇，考慮到軸的材料的經(jīng)濟(jì)性，本次設(shè)計(jì)選用蝸桿軸的材料為正火處理的45鋼。其中，有些還能實(shí)現(xiàn)軸向固定以傳遞軸向力；有些則能構(gòu)成軸向動(dòng)聯(lián)接。參考轂長(zhǎng)選鍵長(zhǎng)。（3）根據(jù)主軸二段軸徑d=55mm，回轉(zhuǎn)體與軸連接長(zhǎng)度為65mm，可查得鍵截面尺寸為：寬b=16mm,高h(yuǎn)=10mm。（5）根據(jù)軸2軸徑d=65mm，分度齒輪輪轂長(zhǎng)度為60mm，可查得鍵截面尺寸為：寬b=18mm,高h(yuǎn)=11mm。而且常用的那些滾動(dòng)軸承它們絕大多數(shù)的已經(jīng)被標(biāo)準(zhǔn)化了，因此在使用滾動(dòng)的軸承時(shí)，我們只需要根據(jù)實(shí)際工作條件來(lái)正確的選擇軸承得尺寸和類型，驗(yàn)算軸承的承載的能力。軸承上的反作用力與軸中心線垂直的稱為徑向軸承；與軸中心線方向一致的稱為推力軸承。滾動(dòng)軸承主要由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成，內(nèi)圈和外圈分別與軸頸及軸承座孔裝配在一起。而軸1和軸2在鉆孔過(guò)程承受較小的軸向力，故采用圓錐滾子軸承。(1) 支持蝸桿回轉(zhuǎn)的軸徑為20mm，滾動(dòng)軸承為圓錐滾子軸承，因此軸承的代號(hào)為30204；(2) 電機(jī)軸的直徑為20mm，滾動(dòng)軸承為深溝球軸承，因此軸承的代號(hào)為6004；(3) 主軸上的軸徑分別為50mm和80mm，滾動(dòng)軸承為圓錐滾子軸承，軸承的代號(hào)分別為30210和30216；(4) 推力球軸承采用內(nèi)徑加大版的51410，內(nèi)徑加大到390mm；(5) 軸1和軸2的軸徑為90mm，滾動(dòng)軸承為圓錐滾子軸承，因此軸承的代號(hào)為30218。軸1和軸2處主要防止鐵屑進(jìn)入；故采用簡(jiǎn)易密封環(huán)便可。在AT89C55單片機(jī)是一種低功耗的，高性能的CMOS 8位單片機(jī)具有20K字節(jié)的閃存和可擦除可編程只讀的存儲(chǔ)器。AT89C55單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：閃存，256內(nèi)存，32個(gè)I / O線，3個(gè)字節(jié)，16位定時(shí)器/計(jì)