數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 02:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 磨性，蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。由以上分析可得：將齒輪傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，蝸桿傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)，傳動(dòng)方案較合理。同時(shí)，對(duì)于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它有兩種型式：開(kāi)環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。兩種型式各有特點(diǎn)：開(kāi)環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 開(kāi)環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作是由步進(jìn)電機(jī)按指令脈沖的要求來(lái)確定數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)方向、回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)角度。閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 閉環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)與開(kāi)環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)大致相同，其區(qū)別在于：閉環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件（圓光柵或圓感應(yīng)同步器)。所測(cè)量的結(jié)果反饋回去與指令值進(jìn)行比較，按閉環(huán)原理進(jìn)行工作，使轉(zhuǎn)臺(tái)定位精度更高。 伺服電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算（1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型按照工作要求和條件選用伺服電動(dòng)機(jī)（2）選擇電動(dòng)機(jī)功率工作所需功率為：Pw=FwVw/1000ηw KW Pw=Tnw/9950ηw KW 式中T=, nw=601000V/πD=36r/min,電機(jī)工作效率ηw=，代入上式得:Pw=15036/（9950）= KW電機(jī)所需的輸出功率為：P0= Pw/η式中：η為電機(jī)至工作臺(tái)主動(dòng)軸之間的總效率。：齒輪傳動(dòng)的效率為ηw=；一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率為ηw=；蝸桿傳動(dòng)的效率為ηw=。因此，η=η1η23η3==P0= Pw/η=因?yàn)檩d荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率Ped略大于P0即可。查伺服電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)的。（3）確定電機(jī)轉(zhuǎn)速通常，齒輪傳動(dòng)的的傳動(dòng)比范圍為i1=35,蝸輪傳動(dòng)必范圍為i2=1532，則總的傳動(dòng)比范圍為i=i1i2=315532=45160電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為：i’=inw=(45160)36=16205760 r/min為降低電機(jī)的重量和價(jià)格，選取常用的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的伺服電機(jī)小慣量系列：GYS751DC2T2。（4）分配傳動(dòng)比總傳動(dòng)比為：i=nd/nw=3000/36=齒輪傳動(dòng)比設(shè)定為i1=3，則蝸輪蝸桿傳動(dòng)比為i2=。（5）運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算0軸（電動(dòng)機(jī)軸）：P0=no= nd=3000r/min1軸（高速軸）：2軸（低速軸）：3軸(支撐軸)： 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)由于前述所選電機(jī)可知T==3，效率η=，壽命為10年。(1）選擇齒輪傳動(dòng)的類型根據(jù)GB/T10085—1988的推薦，采用直齒輪傳動(dòng)的形式。（2）選擇材料考慮到齒輪傳動(dòng)效率不大，速度只是中等，按8級(jí)精度，小齒輪選擇40Cr鋼，大齒輪45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB286HB，平均取為240HB。（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩：齒寬系數(shù)：許用接觸壓力［δH］：［δH］=［δH2］=522MPa傳動(dòng)比i:i=3將以上參數(shù)代入公式：根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)的布置，取中心距，齒數(shù)取，模數(shù)m=表31齒輪基本幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑mm516mm齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑mmmm齒根圓直徑mmmm壓力角取基圓直徑mm2校核計(jì)算材料：齒輪1 40Cr 調(diào)質(zhì)處理 260HB 齒輪2 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 240HB 使用系數(shù)：動(dòng)載系數(shù)：齒間載荷分配系數(shù)： 齒向載荷分布系數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》載荷系數(shù)：彈性系數(shù)：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：接觸最小安全系數(shù)：許用接觸應(yīng)力：驗(yàn)算：,滿足要求。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)：齒間載荷分配系數(shù)：齒向載荷分布系數(shù)：= 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 ：載荷系數(shù)：齒形系數(shù)（查《機(jī)械設(shè)計(jì)》）：應(yīng)力修正系數(shù)（查《機(jī)械設(shè)計(jì)》）：彎曲疲勞極限 （查《機(jī)械設(shè)計(jì)》） ： 彎曲最小安全系數(shù)：彎曲壽命系數(shù)：尺寸系數(shù)：許用彎曲應(yīng)力：驗(yàn)算： 經(jīng)驗(yàn)算，齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度符合要求 蝸輪及蝸桿的選用與校核于前述所選電機(jī)可知T==，壽命為10年。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第四版）P264，蝸桿傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比的公稱值為：5，10，15，20，25，30，40，50，60，70，80其中10，20，40，80為基本傳動(dòng)比。取傳動(dòng)比i=34，m=10,2,表32蝸桿基本尺寸3953410112268+ 表33圓柱蝸桿傳動(dòng)的基本幾何尺寸計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式結(jié)果（mm）蝸桿導(dǎo)程蝸桿分度圓直徑112蝸桿齒頂圓直徑132蝸桿齒根圓直徑88蝸桿節(jié)圓直徑122蝸桿分度圓導(dǎo)程角蝸桿節(jié)圓導(dǎo)程角蝸桿齒寬（螺紋長(zhǎng)度）166漸開(kāi)線蝸桿基圓直徑蝸輪分度圓直徑680蝸輪喉圓直徑710蝸輪齒根圓直徑666蝸輪外徑690蝸輪喉母圓半徑40蝸輪節(jié)圓直徑680蝸輪齒寬取80蝸輪齒寬角表34注：取齒頂高 ，徑向間隙 ， 考慮傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速很低，選用ZA蝸桿傳動(dòng)，精度取8C,GB100891988材料選擇：蝸桿 45 熱處理，調(diào)質(zhì)220~250HBS， 蝸輪 QT8002 金屬模鑄造下面進(jìn)行校核驗(yàn)算：(1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算滑動(dòng)速度 ： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》蝸桿軸轉(zhuǎn)矩 ：效率：蝸輪轉(zhuǎn)矩 ：轉(zhuǎn)速系數(shù)：彈性系數(shù)（查《機(jī)械設(shè)計(jì)》）：接觸系數(shù)（查《機(jī)械設(shè)計(jì)》）：預(yù)期壽命取:壽命系數(shù):接觸疲勞極限（查《機(jī)械設(shè)計(jì)》）:接觸疲勞最小安全系數(shù)（自定）:齒面接觸疲勞:最大接觸應(yīng)力：[] 滿足要求。（2）輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算彎曲疲勞極限（查《機(jī)械設(shè)計(jì)》）:彎曲疲勞最小安全系數(shù)（自定）:齒根彎曲疲勞極限:齒根彎曲疲勞極限 :[] 滿足要求。(3)蝸桿軸撓度驗(yàn)算軸慣性矩 :允許蝸桿撓度:蝸桿軸撓度:滿
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