【正文】 需要有較好的傳動件緊密聯(lián)接性，還要能夠承受一定的工作載荷，并盡量使其結(jié)構(gòu)簡捷，具有良好的經(jīng)濟性。目前我國機床有多種類型，其功能各異，對于工件的加工起到了便捷的作用。 五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn) 聯(lián)動工作臺的設計，其主要功能是能夠?qū)崿F(xiàn)沿水平軸和豎直軸的回轉(zhuǎn)操作。在傳動方式上選用蝸桿傳動，這樣可以降低工作轉(zhuǎn)速并可承受一定載荷，同時所選蝸桿傳動還有自鎖功能，這樣可以減少一些其它零部件的使用，從而達到優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸的目的。第七章是對五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的技術經(jīng)濟性分析。 因此，五坐標加工又可以獲得比四坐標加工更廣的工藝范圍和更好的加工效果，特別適宜于三維曲面零件的高效高質(zhì)量加工以及異型復雜零件的加工。這樣通過 A 軸與 C 軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。為機床用戶提供高質(zhì)量、經(jīng)濟性的加工設備是機床生產(chǎn)企業(yè)在當前和未來的發(fā)展目標，只有通過增加生產(chǎn)能力和提高產(chǎn)品質(zhì)量才能達到這一目的。目前我國 數(shù)控轉(zhuǎn)臺市場主要被大陸和臺灣地區(qū)的生產(chǎn)廠家所占領，少量高端產(chǎn)品由日本公司占領，國內(nèi)產(chǎn)品主要以中檔產(chǎn)品為主。 此外，在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺應用中還廣泛引進了液壓技術和電子設備，這樣便可在操作控制方面更容易實現(xiàn)。由于對設備的要求越來越苛刻，因此也促使今后所設計生產(chǎn)的設備更加完善，更符合先進化要求。 對數(shù)控及伺服控制系統(tǒng) 的 要求 也較 高。對于在設計時已考慮到結(jié)構(gòu)尺寸要求，這樣可以使生產(chǎn)中不需用較大型的設備。 第四章 兩坐標回轉(zhuǎn)工作臺 的總體結(jié)構(gòu)設計 在五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的總體結(jié)構(gòu)設計，可以有兩種設計方案。考 慮到蝸輪蝸桿的安裝問題，在蝸輪外端設置一端蓋，此端蓋通過螺紋連接固定在箱體端面上。中間箱體是為了放置和固定軸承而用的。中間箱體是通過螺栓固定連接在下箱體上的。從而是拆卸容易實現(xiàn)。 電機的選擇 由于要求能夠控制工作臺轉(zhuǎn)速的快慢，并能實現(xiàn)連續(xù)的正反向轉(zhuǎn)動，可以考慮選用直流伺服電機或交流伺服電機。 （ 3） 當選用膜片聯(lián)軸器時 其工作時不需潤滑，易平衡，對環(huán)境適應性強，且結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，工作可靠，無噪聲，并具有一定的補償性能和緩沖性能。工作時，利用壓緊力所引起的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)距或軸向力。 （ 2） 當選用圓錐滾子軸承時 圓錐滾子軸承可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，一般轉(zhuǎn)速不高，可承受較大軸向載荷，可實現(xiàn)預緊作用。 材料選擇 考慮蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度較低，故蝸桿用 45 鋼 ；因希望提高些效率， 耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45? 55HRC。這時 d1/a = ，從《機械設計》（第七版）圖 1118 中可查得接觸系數(shù) Z?? = ，因為 Z?? ? Z? ，因此以上計算結(jié)果可用。因此 ? ? [ 1?? ]，故計算得到數(shù)據(jù)可用。 根據(jù)蝸桿分度圓直徑公式 dg = Vd? (64) 則 dg = ???? = 由于 V 4? 5m/s，則選用蝸桿下置。 確定接觸系數(shù) Z? 先假設蝸桿分度圓直徑 d1 和傳動中心距 a 的比值 d1/a = ，從《機械設計》（第七版）圖 1118 中可查得 Z? = 。 圖 64 下蝸桿結(jié)構(gòu) 圖 65 下蝸輪結(jié)構(gòu) 17 下回轉(zhuǎn)臺中主軸與軸承的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 初步確定軸的最小直徑 下主軸的功率 P = ； 下主軸的轉(zhuǎn)速 n = 2r/min； 下主軸的轉(zhuǎn)距 T = 9550000 ??????????= 955000N? mm； 根據(jù)公式 d? A0 3Pn (616) 初步估算軸的最小直徑 。所選用的脹緊套尺寸為： d = 75mm； D = 115mm； l = 24mm； L = 28mm； L1 = 脹緊套重量為 。五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺除可實現(xiàn) X 軸、 Y 軸和 Z 軸方向的平行移動外，還可完成沿水平面和豎直面的旋轉(zhuǎn)操作。不僅如此，在其材料的選用上也不必選用高成本材料 ，大部分都可以選用通用性材料即可達到設計標準。正因如此，可以使生產(chǎn)廠家的資金周轉(zhuǎn)靈活，用于進一步提高其產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。 對于任何機械加工產(chǎn)品來說，其產(chǎn)品加工的可靠性都是至關重要的，而五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺正是通過 其一些關鍵性零部件對產(chǎn)品加工的可靠性加以保障的。通過使用脹緊套聯(lián)接有效地減小 了傳動間隙的產(chǎn)生，使加工操作更加平穩(wěn)，從而也就提高了對其加工工件的精確度。 在設計過程中，始終要考慮到高精度要求的思想。 五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺與普通多軸機床的顯著不同點在于其能實現(xiàn)兩個方向的旋轉(zhuǎn)運動，可以使被加工工件 在工作臺上不必拆卸即可旋轉(zhuǎn) 360176。 通過結(jié)構(gòu)及功能的設計中，我還認識到傳動件的自鎖性對結(jié)構(gòu)設計較為實用。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體 ，均已在文中作了明確說明并表示謝意。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并 提供電子文檔 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 3）其它 25 。有權將論文（設計）用于非贏利目的的少量復制并允許論文（設計）進入學校圖書館被查閱。 對于本設計題目中，設計結(jié)果基本能夠?qū)崿F(xiàn)預期的兩坐標回轉(zhuǎn)功能，達到了設計標準。同時還可沿水平軸旋轉(zhuǎn)，這樣通過多方向的配合旋轉(zhuǎn)，可以加工許多難以加工的表面，完成一次性大量加工的任務。因此，在與電機的聯(lián)接上經(jīng)過選擇，選用了膜片式聯(lián)軸器的標準件，其它各聯(lián)接件間則較多選用了脹緊套聯(lián)接的標準件。其能夠滿足科學性的加工操作，在當前機床加工中具有一定的通用性，能夠滿足高標準的加工操作要求，并具有較好的性價比和實用性。從電機傳遞的動力開始，是選用了膜片式聯(lián)軸器來與傳動系統(tǒng)聯(lián)接的。 對于普通得多軸聯(lián)動機床來說，五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺實現(xiàn)了工件的可轉(zhuǎn)向加工操作，這是對普通機床加工的一大突破。由于其裝配、加工相對較為簡單，不需要大量的設備，從而逐步接近了自動化生產(chǎn)的時代標準，并也節(jié)省了大量的人力物 20 力資源。 通過五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的連續(xù)加工過程，可以更直觀的看出工件的哪些地方難于加工，哪些地方需要加工，從而可以再次制定出更加合理的加工工藝，實現(xiàn)快速加工的目的。目標功能是根據(jù)問題的性質(zhì)、范圍、原因和任務設定的。根據(jù)《機械設計》（第七版）表153，取 A0 = 112，于是得 mind ? 112 ?3 ? = 52mm 考慮安全系數(shù)因此取 mind = 55mm 根據(jù)公式 ? = (616) 則 ? = ???= 根據(jù)已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機械設計》（第七版）表 151 查得 [ 1?? ]=60 MPa。 根據(jù)應力循環(huán)次數(shù)公式 N = 60jn2Lh (68) 則 N = 60 ?1 ?2 ?15000 = ???? 根據(jù)壽命系數(shù)公式 KHN = 7810N (69) 則 KHN = 786??? = 再根據(jù)許用接觸應力公式 [ H? ] = KHN? [ H? ]? (610) 則 [ H? ] = ?268 = 332 MPa 計算中心距 15 a = 23 1 6 0 2 .91 .2 1 ( )332?? ?????? ?= 取中心距 a = 160mm，因 i =30，故從《機械設計》（第七版）表 112 中取模數(shù) m = 8，蝸桿分度圓直徑 d1 = 80mm。 材料選擇 考慮蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度較低，故蝸桿用 45 鋼 ；因希望提高些效率，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45? 55HRC。 與上主軸聯(lián)接軸承的參數(shù)確定和幾何尺寸計算 選取軸承預期計算壽命 hL? 根據(jù)《機械設計》（第七版）表 133 查得 hL? = 25000h 確定軸承基本額定動載荷 取軸肩距離為 倍的軸承內(nèi)徑，則軸肩大徑 d = 50 + 50 ? ?2 = 60mm 當量載荷為 P = (500 + 100) ?10 = 6000N，轉(zhuǎn)速 n = 4r/min。 蝸輪分度圓直徑 d2 = m 2z = ?31 = 195mm 蝸輪喉圓直徑 da2 = d2 + 2ha2 = 195 + 2 ?2 = 199mm 蝸輪齒根圓直徑 df2 = d2 ? 2hf2 = 195? 2 ?12 = 171mm 校核齒根彎曲疲勞強度 根據(jù)當量齒數(shù)公式 2Vz = 23cosz? （ 611） 10 則 2Vz = 331(cos 5 )???????= 根據(jù) 2x = ? ， 2Vz = ，從《機械設計》（第七版）圖 1119 中可查得齒形系數(shù) YFa2 = 。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪心則用灰鑄鐵 HT100 制造。 第六章 主要零件的材料選用及其幾何尺寸的計算 上回轉(zhuǎn)臺中蝸桿傳動的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 上回轉(zhuǎn)臺蝸桿傳動的初步效率計算 上轉(zhuǎn)臺工作臺面最大載荷： F = 1000N 上轉(zhuǎn)臺工作臺面最大轉(zhuǎn)速： n = 4r/min 根據(jù)公式： Pw = 1000FV (61) 其中，工作臺面轉(zhuǎn)速 V = m/s，工作臺面載荷 F = 1000N, 則，上工作臺功率為 P = ? = 與上轉(zhuǎn)臺電機相連的聯(lián)軸器選為膜片式聯(lián)軸器，估取其效率 ? m = ，支撐蝸桿的軸承選為圓錐滾子軸承，其傳動效率 ? g = ，蝸桿傳動選為單頭蝸桿，其傳動效率 ? w = ，與上主軸相連的軸承選為角接觸球軸承，其傳動效率為 ? q = ，因此上工作臺的總傳動效率根據(jù)公式 ? z = ? m? ? g? ? q? ? w （ 62） 則 ? z = ? ? ? = 以上數(shù)據(jù)選取根據(jù)《機械設計課程設計》表 82。 脹緊聯(lián)接的定心性好，裝拆方便，引起的應力集中較小，承載能力高，并且有安全保護作用。 綜合考慮，由于受工作臺結(jié)構(gòu)尺寸所限，選用膜片式聯(lián)軸器不需要進行潤滑，便可免