【正文】 去潤滑部分所占的空間，由此可減小回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)尺寸，而要用齒式聯(lián)軸器則需要潤 滑，還需要考慮潤滑空間所要占的尺寸，因此不能滿足工作臺設計短小輕便的要求。在一定程度上減小了設備的空間尺寸。 5 圖 41 回轉(zhuǎn)工作臺外觀圖 第五章 兩坐標回轉(zhuǎn)工作臺的主要傳動部件及電機的選擇 主要傳動部件的選擇 由于工作臺的轉(zhuǎn)動要實現(xiàn)轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，且精度要求高，可以考慮選用滾動絲杠副傳動方式，或選用蝸桿傳動。下主軸是靠蝸桿傳動方式傳遞動力的。在上箱體與中間箱體之間的靠周邊位置相隔 90176。軸承所放置的位置也是很重要的。 在第一種設計方案中，與上主軸通過軸承連接的箱體稱為上箱體。 在銷售環(huán)節(jié)上，由于五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的結(jié)構(gòu)尺寸不大，這便于廠商的批量運輸。 由此看出，數(shù)控轉(zhuǎn)臺的未來發(fā)展趨勢是：在規(guī)格上向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺；在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺的承載能力；在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺。伺服系統(tǒng)的主要技術(shù)指標包括兩個方面，一是對系統(tǒng)基礎性能的要求，包括對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能兩方面的要求；二是對一般系統(tǒng)的要求，包括工作方式、可靠性、使用壽命、工作環(huán)境、外形、重量以及經(jīng)濟性等。伴隨著數(shù)學、控制理論、計算機、電子器件和液壓流體學的發(fā)展，出現(xiàn)了液壓伺服系統(tǒng)，并作為一門應用科學已經(jīng)發(fā)展成熟，形成自己的體系和一套行之有效的分析和 設計方法。主要生產(chǎn)各種型號的數(shù)控刀架、數(shù)控分度頭、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、數(shù)控自定心中心架、機械分度頭、機械轉(zhuǎn)臺等機床附件及多種數(shù)控專用機床。五軸數(shù)控加工中心可以在一次裝夾中完成工件的全部機械加工工序，滿足從粗加工到精加工的全部加工要求，即適用于單件小批量生產(chǎn)也適用于大批量生產(chǎn)，減少了加工時間和生產(chǎn)費用，提高了數(shù)控設備的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟性。 A 軸和 C 軸與 XYZ 三直線軸實現(xiàn)聯(lián)動，就可加工出復雜的空間曲面，當然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。 加工中心一般分為立式加工中心和臥 式加工中心，立式加工中心（三軸）最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺，也只能完成工件的四面加工。 第二章 文獻綜述 兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺作為五面體或五坐標加工中心的主要組成 部分，其性能和可靠性的高低對加工中心的加工效率有決定性的影響，作為高效機床的典型代表，各國機床設計者和使用者都已對此給與了高度重視。 在本設 計論文中，第一章主要介紹論文選題及主要設計工作任務。在了解其它一些機床的工作原理后，需要對兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的設計結(jié)構(gòu)加以整體性考慮，從而能較好地實現(xiàn)其主要功能，并能夠與其它機床配合使用。 目錄 第一章 前言 …………………………………………………………………………… 1 第二章 文獻綜述 ……………………………………………………………………… 1 第三章 兩坐標回轉(zhuǎn)工作臺的用途及其功能設計 …………………………………… 3 第四章 兩坐標回轉(zhuǎn)工作臺的總體結(jié)構(gòu)設計 ………………………………………… 4 第五章 兩坐標回轉(zhuǎn)工作臺的主要傳動部件及電機的選擇 ………………………… 5 主要傳動部件的選擇 ……… ………………………………………………… 5 電機的選擇 …………………………………………………………………… 5 聯(lián)軸器的選擇 ………………………………………………………………… 5 主傳動件間聯(lián)接的選擇 ……………………………………………………… 6 與上工作臺中心軸聯(lián)接的軸承的選擇 ……………………………………… 7 第六章 主要零件的材料選用及其幾何尺寸的計算 ………………………………… 7 上回轉(zhuǎn)臺中蝸桿傳動的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 ………………………… 7 上回轉(zhuǎn)臺蝸桿傳動的初步效率計算 ………………………………………… 7 選擇蝸桿傳動類型 …………………………………………………………… 8 材料選擇 ……………………………………………………………………… 8 按齒面接觸疲勞強度進行尺寸設計 ………………………………………… 8 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾 何尺寸 ………………………………………… 9 校核齒根彎曲疲勞強度 ……………………………………………………… 9 上回轉(zhuǎn)臺中主軸與軸承的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 ……………………… 11 初步確定軸的最小直徑 ……………………………………………………… 11 與上主軸聯(lián)接軸承的參數(shù)確定和幾何尺寸計算 …………………………… 12 聯(lián)接上主軸與工作臺面的脹緊套的尺寸選擇 ………………………… …… 12 下回轉(zhuǎn)臺中蝸桿傳動的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 ………………………… 13 下回轉(zhuǎn)臺蝸桿傳動的初步效率計算 ………………………………………… 13 選擇蝸桿傳動類型 …………………………………………………………… 13 材料選擇 ……………………………………………………………………… 13 按齒面接觸疲勞強度進行尺寸設計 ………………………………………… 13 蝸桿與蝸輪的主 要參數(shù)與幾何尺寸 ………………………………………… 15 校核齒根彎曲疲勞強度 ……………………………………………………… 15 下回轉(zhuǎn)臺中主軸與軸承的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 ……………………… 17 初步確定軸的最小直徑 ……………………………………………………… 17 與下主軸聯(lián)接軸承的參數(shù)確定和幾何尺寸計算 …………………………… 17 聯(lián)接下主軸與工作臺面的脹緊套的尺寸選擇 …………… ………………… 18 第六章 技術(shù)經(jīng)濟分析 ………………………………………………………………… 19 第七章 結(jié)束語 ………………………………………………………………………… 20 參考文獻 ………………………………………………………………………………… 22 1 第一章 前言 在機械加工行業(yè)有許多種加工方法，其中，機床加工可以算是占到主要部分。因為其可與其它機床配合使用，所以要有較好的精度要求和較合適的結(jié)構(gòu)設計尺寸。再有，因其實用性較強，結(jié)構(gòu)尺寸不大，成本又不是太高，從而有較好的經(jīng)濟性。第八章為本論文的結(jié)束語。采用五軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅加工表面粗糙度低，而且效率也大幅度提高。 A 軸和 C 軸最小分度值一般為 度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。因此，要求數(shù)控鉆 銑機床和數(shù)控加工中心必 須能在一次裝夾中完成從粗加工到精加工直到拋光加工的全部加工工序。 煙臺環(huán)球機床附件集團有限公司有豐富的設計制造經(jīng)驗，是 中國生產(chǎn)機床附件產(chǎn)品的骨干企業(yè)。 液壓技術(shù)被引入工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，液壓技術(shù)更日新月異。 伺服系統(tǒng)的應用已十分廣泛，其組成及性能特點也各不相同，工程上對伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求也有差別。由于合成運動中有旋轉(zhuǎn)運動的加入，這不僅增加了插補運算 的工作量，而且由于旋轉(zhuǎn)運動的微小誤差有可能被放大從而大大影響加工的精度， 因此要求數(shù)控系統(tǒng)要有較高的運算速度和精度。因此生產(chǎn)過程有良好的時效性。其一，是水平軸在上方，豎直軸在下方；其二；是數(shù)值軸在上方，水平軸在下方。在上箱體中設有蝸桿傳動的一側(cè)，只需在軸承外加一端蓋，通過螺紋連接固定在上箱體上，以頂住軸承使之緊固。上箱體是放在置于中間箱體的推力球軸承上的。中間箱體由下箱體實現(xiàn)支撐作用。 在另一方案中，由于上主軸要實現(xiàn)在水平面上的旋轉(zhuǎn)，因此，軸的尺寸需要很短，但為了下主軸能實現(xiàn)縱向旋轉(zhuǎn)，對兩軸的動力傳遞就較為難實現(xiàn)，因而在本設計中不宜選取第二方案。 （ 1） 當選用交流伺服電機時 電源與電機間不需要電流轉(zhuǎn)換裝置，只需計算交流伺服電機的內(nèi)部參數(shù)即可。膜片聯(lián)軸器已做成標準件，可按實際要求進行選用。各型脹緊套已標準化，選用時只需根據(jù)軸和輪轂的尺寸及傳遞載荷的大小，查 閱手冊選擇合 7 適的型號和尺寸，使傳遞的載荷在許用范圍內(nèi)即可。 根據(jù)操作需要，工作臺轉(zhuǎn)速較低，但需受較大軸向載荷，因此，滾子類軸承要比球軸承的承載能力強，此處宜選用圓錐滾子軸承。蝸輪用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬膜鑄造。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 蝸桿 軸向齒距 Pa = ? m = ? = 直徑系數(shù) q = d1 / m = 63 / = 10 齒頂圓直徑 da1 = d1 +2ha1 = 齒根圓直徑 df1 = d1? 2hf1 = 分度圓導程角 ? =???????? 蝸桿軸向齒厚 sa = 12m? = 蝸輪 蝸輪齒數(shù) 2z = 31；變位系數(shù) 2x = ? ； 驗算傳動比 21zi z? =311 = 31，這時傳動比誤差為 313030? = = %，是允許的。考慮安全系數(shù)，取 mind = 50mm。 選擇蝸桿傳動類型 根據(jù) GB/T 10085? 1988 的推薦，采用漸開線蝸桿（ ZI）。 確定許用接觸應力 [ H? ] 根據(jù)蝸桿材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 ? 45HRC，可從《機械設計》（第七版）表 117 中查得蝸桿的基 本許用應力 [ H? ]? = 268MPa。選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 圖 66 下轉(zhuǎn)臺主軸 19 圖 67 回轉(zhuǎn)工作臺主視圖 第七章 技術(shù)經(jīng)濟 分析 技術(shù)經(jīng)濟分析的目的在于尋求個方案之間的優(yōu)劣比較，要比較就需要有共同的目標，方案的目標功能是方案最重要實現(xiàn)的功能。它可與一些多坐標可旋轉(zhuǎn)式的加工刀具相配合，方便準確地完成工件加工任務。這也在一定程度上節(jié)省了其它的一些相關(guān)制造成本。由于其性價比合理，易于購買者接受，從而可使產(chǎn)銷流暢，進一步提高其市場前景。由于其對產(chǎn)品的加工精度要求較高，以使被加工產(chǎn)品有更高的質(zhì)量，因此，對其本身各部分聯(lián)接都要求有較好的緊密性。綜上所述，通過技術(shù)經(jīng)濟性分析，五坐標機床兩坐標回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺是符合實用性發(fā)展要求的，也是符合國家標準的加工設備。對于所設計的各聯(lián)接件都需要緊密性聯(lián)接。這樣就可以減少拆卸裝卡次數(shù)，減少不必要的操作時間，提高工作效率。當使用蝸桿傳動時，其在滿足承載能力要求的同時，還具備了自鎖能力，這樣便可以不必再為此功能增加其它的結(jié)構(gòu)，這從一定程度上減小了設備的結(jié)構(gòu)尺寸空間，達到了優(yōu)化效果。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設計）授權(quán)使用說明 本論文（設計）作者完全了解 **學院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設計）的規(guī)定，學校有權(quán)保留論文（設計）并向相關(guān)部門送交論文（設計）的電子版和