【導(dǎo)讀】年來(lái)對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。但是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)更有發(fā)展前途,輪加緊，是一種很實(shí)用的加工工具。本課題主要介紹了它的原理和機(jī)械。提出的一點(diǎn)建議。使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)所學(xué)的知識(shí)，使之系統(tǒng)化、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的技能，提高解決本。專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，從而擴(kuò)大、深化所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能?？茖W(xué)研究的基本方法和思路。使學(xué)生學(xué)會(huì)初步掌握解決工程技術(shù)問(wèn)題的正確指導(dǎo)。勇于探索、具有創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。隨著生產(chǎn)力水平的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。床是數(shù)控技術(shù)最普遍的應(yīng)用。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是一種可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給和分度

　　

【正文】 件和軸承的內(nèi)徑尺寸一致。 4）為了降低集中應(yīng)力，軸肩處的過(guò)渡圓角不宜過(guò)小。 5）需要磨削加工的軸段常設(shè)置砂輪越程槽；車(chē)制螺紋的軸端應(yīng)有退刀槽。 6）為了便于加工，直徑相近的軸段，其過(guò)渡圓角、越程槽、退刀槽等尺寸應(yīng)一致。 綜上：軸的結(jié)構(gòu)及軸向和徑向尺寸如圖 圖 Ⅱ軸結(jié)構(gòu)圖 為了滿足最小直徑和與大齒輪、角接觸球軸承配合的要求要求： 30364039I IIII IIII IIV VId mmd mml mml mm???????? 為了滿足圓錐滾子軸承的裝配要求 35 50507545III IVVIII IVVd mmd mml mml mm?????? 為了滿足渦輪蝸桿的裝配要求 162III Vl mm? ? Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 初步計(jì)算軸的直徑；由 已知 公式可得： 3 Pd A mmn? 式中： P—— 軸所傳遞的功率， kW ； n—— 軸的轉(zhuǎn)速， /minr ； A—— 由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)。 由軸的材料為 45鋼，調(diào)制處理，根據(jù) 文獻(xiàn)【 1】 表 153，取 112A? 。 并且由運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果可知： kw? ； / minnr? ； 所以帶入公式： 3 0 .9 91 1 2 3 8 .82 3 .8d m m?? 暫取 40mm 為軸的最小直徑。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于Ⅲ軸上裝有軸承，以及與臺(tái)面聯(lián)接，如圖 所示： 圖 Ⅲ軸裝配圖 36 根據(jù)選取原則： 1）當(dāng)直徑變化的端面是為了固定軸上零件或承受軸向力時(shí)，則直徑變化應(yīng)大些，一般取 8mm 。 2）當(dāng)直徑變化只是為了拆裝零件方便時(shí)，直徑差可選 3mm 。 3）軸上裝有齒輪、帶輪 和聯(lián)軸器處的直徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值，裝有密封元件的滾動(dòng)軸承處的直徑則應(yīng)與密封元件和軸承的內(nèi)徑尺寸一致。 4）為了降低集中應(yīng)力，軸肩處的過(guò)渡圓角不宜過(guò)小。 5）需要磨削加工的軸段常設(shè)置砂輪越程槽；車(chē)制螺紋的軸端應(yīng)有退刀槽。 6）為了便于加工，直徑相近的軸段，其過(guò)渡圓角、越程槽、退刀槽等尺寸應(yīng)一致。 綜上：軸的結(jié)構(gòu)及軸向和徑向尺寸如圖 圖 Ⅲ軸結(jié)構(gòu)圖 為了滿足最小直徑和軸承裝配要求： 40401637I IIVI IIVd mmd mml mml mm?????? 37 為了滿足臺(tái)面裝配要求： 10411II IIIII IIId mml mm???? 為了滿足圓錐滾子軸承裝配要求： 60552543III IVIV VIII IVIV Vd mmd mml mml mm???????? 為了滿足安裝尺寸的要求： 50135V VIV VId mml mm???? 蝸輪和蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可 參照 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 。 蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 常用的渦輪結(jié)構(gòu)形式有齒圈式、螺栓連接式、整體澆鑄式以及拼鑄式。整體澆鑄式多用于尺寸很小的青銅渦輪或者鑄鐵渦輪，拼鑄式多用于成批制造渦輪。而根據(jù)我們得使用條件來(lái)看應(yīng)選用整體澆鑄式蝸輪，而且節(jié)約材料。因此我們選擇整體澆鑄 式 渦輪。 如圖 、 圖 蝸輪三維圖 38 圖 蝸輪結(jié)構(gòu)圖 箱體的 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 箱體的主要作用是支撐軸系，保證傳動(dòng)件和軸系運(yùn)轉(zhuǎn)。在已確定的箱體結(jié)構(gòu)型式和箱體毛坯的鑄造方法，以及之前已進(jìn)行的裝配圖草圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，可全面進(jìn)行箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 箱體的高度 對(duì)于采用浸油潤(rùn)滑的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，箱體的高度除了應(yīng)滿足齒頂圓到油池底面的距離不小于 3050mm 外，還應(yīng) 使箱體能容納一定量的潤(rùn)滑油，以保證潤(rùn)滑與散熱。 箱體要有足夠的剛度 箱體的剛度不夠，會(huì)在加工和工 作過(guò)程中產(chǎn)生較大的變形，引起軸承座孔中心線歪斜，影響工作臺(tái)的正常工作。箱體的剛度主要取決于箱體的壁厚、軸承座螺栓聯(lián)接剛度和肋板尺寸。 箱體要有合理的壁厚。軸承座、箱體底座等處承受較大的載荷，其壁厚應(yīng)相應(yīng)的加厚些 。對(duì)于鑄造箱體，壁厚還行滿足鑄造壁厚最小值的要求，同時(shí)壁厚要盡可能一致，并采取圓弧過(guò)渡。 為了提高軸承座處的聯(lián)接剛度，座孔兩側(cè)的聯(lián)接螺栓距離應(yīng)盡可能靠近，為此軸承座孔附近應(yīng)作出凸臺(tái)，其高度應(yīng)保證安裝時(shí)有足夠的扳手空間。 39 為了提高軸承座附近箱體的剛度，在平壁式箱體上可適當(dāng)設(shè)置加強(qiáng)肋板。 箱體外輪廓設(shè)計(jì) 箱蓋頂部外輪廓常以圓弧和直線組成。大齒輪所在一側(cè)的箱蓋外表面圓弧，一般與大齒輪成同心圓。通常軸承座旁螺栓凸臺(tái)應(yīng)處于箱蓋圓弧的內(nèi)側(cè)。 由于高速軸上齒輪較小，所以高速軸一側(cè)的箱蓋外表面不能按齒頂?shù)较潴w內(nèi)壁距離和壁厚確定，通常是根據(jù)軸承座凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)確定。 一般可使高速齒輪的軸承座旁螺栓凸臺(tái)位于箱蓋圓弧內(nèi)側(cè)。 箱體凸緣與底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱蓋與箱座聯(lián)接凸緣、箱底座凸緣要有一定寬度。箱座底凸緣的寬度應(yīng)超過(guò)箱體內(nèi)壁。 軸承座外端面應(yīng)向外凸出 510mm，以便切削加工。箱體凸緣聯(lián)接螺栓 應(yīng)合理布置，螺栓間距不宜過(guò)大，一般減速器不大于 150200mm。 綜上所述：根據(jù)第三章所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案和之前軸、齒輪、蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以確定箱體的結(jié)構(gòu)如圖 、 所示 圖 箱座三維圖 40 圖 上箱體三維圖 根據(jù)箱體的三維圖可轉(zhuǎn)化為箱體的零件圖如圖 所示： 圖 箱座結(jié)構(gòu)圖 41 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的總裝配結(jié)構(gòu) 將上述所設(shè)計(jì)的齒輪、蝸輪 、蝸桿、軸以及箱體等零件根據(jù)傳動(dòng)方案進(jìn)行裝配，便可得到 三維裝配圖 如圖 ： 圖 總裝配三維圖 根據(jù)所得的三維裝配圖可畫(huà)出 cad 裝配圖，如圖 、 所示： 圖 總裝配主視圖 42 圖 總裝配 俯視 圖 傳動(dòng)原理：從裝配圖可以看出，電機(jī)通過(guò)螺栓、 螺母 固定在箱體上， 并通過(guò)聯(lián)軸器將動(dòng)力傳給一級(jí)齒輪 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 并且進(jìn)行減速 ，小齒輪采用齒輪軸 結(jié)構(gòu)，通過(guò)角接觸球軸承固定在箱體上 ； 大齒輪采用 腹板結(jié)構(gòu)，通過(guò)單鍵 與蝸桿軸聯(lián)接。動(dòng)力再由大齒輪傳遞給二級(jí)蝸輪、蝸桿機(jī)構(gòu)，進(jìn)行二次減速，蝸桿通過(guò)圓錐滾子軸承固定在箱體上，蝸輪通過(guò)螺釘與臺(tái)面聯(lián)接，所以蝸桿帶著蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪帶著臺(tái)面繞著 Ⅲ 軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣就滿了工作需要。 總的裝配圖如圖 圖 總裝配三維圖 43 繪制零件圖 首先， 利用 Solidworks 軟件進(jìn)行草圖編輯；然后利用特征菜單中的功能選項(xiàng)將平面圖形轉(zhuǎn)化三維圖形，最終得到 箱體、箱蓋等六十多個(gè)零件 。 各菜單如圖、 ： 圖 草圖工具欄 圖 三維造型工具欄 作圖過(guò)程如圖 所示： 圖 作圖流程 所得到的零件圖如圖 、 所示： 44 圖 大齒輪三維圖 圖 上箱體三維圖 裝配 零件繪制完之后，利用裝配工具欄先裝配出若干個(gè)組件，然后以箱座 為基礎(chǔ)進(jìn)行裝配。 如圖 所示， 裝配工具欄 ： 45 圖 裝配工具欄 作圖過(guò)程如圖 所示： 圖 裝配流程 得到的的裝配圖如圖 ： 圖 總裝配三維圖 46 5 結(jié)論與展望 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完教學(xué)計(jì)劃所規(guī)定的全部課之后，綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的全部理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)踐性數(shù)學(xué)環(huán)節(jié)。它培養(yǎng)我們進(jìn)行綜合分析和提高解決實(shí)際問(wèn)題 的能力，從而達(dá)到鞏固，擴(kuò)大，深化所學(xué)知識(shí)的目的，它培養(yǎng)我們調(diào)查研究熟悉有關(guān)技術(shù)政策，運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書(shū)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫(xiě)技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我能將自己這四年來(lái)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)重新拾起整理，并且在心中有了一個(gè)知識(shí)體系，知道如何去調(diào)用所學(xué)的知識(shí)，對(duì)于自己不了解的、不曾接觸過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，知道可以通過(guò)查閱資料區(qū)學(xué)習(xí)并掌握它。 記得剛開(kāi)始接觸到畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目時(shí)，對(duì)于這個(gè)題目覺(jué)得無(wú)從下手，這個(gè)題目范圍很廣。最后在老師的指導(dǎo)下，才知道原來(lái)這個(gè)題目的用意就是在于讓學(xué)生深入了解一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，將自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)重新收拾一遍，為以后走向工作崗位打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。有了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，我深刻理解了一臺(tái)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，也學(xué)會(huì)如何將所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)中。 我們都知道，每一套設(shè)備都經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)和完善，它的性能變得越來(lái)越好的，所以不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一份課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)就完了，需要做的事情還有很多。任何的設(shè)計(jì)都不可能時(shí)完美的，總存在一定的不足之處。因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也不可避免的存在缺陷。我會(huì)再接再厲，盡可能的完善這些缺陷。 本次設(shè)計(jì)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，僅有 一個(gè)自由度。若在此基礎(chǔ)上增加一個(gè)或多個(gè)自由度，那么工作臺(tái)的應(yīng)用范圍將會(huì)更廣，目前市場(chǎng)上多自由度的工作臺(tái)需求量很大。所以若設(shè)計(jì)多自由度的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，將會(huì)很有價(jià)值。 47 6 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以能夠按時(shí)按要求順利完成，其中有許多老師和同學(xué)給予了莫大的支持和鼓勵(lì)。 首先是余老師 ，是他為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供里大量的技術(shù)幫助，為我們安排設(shè)計(jì)進(jìn)程，提供設(shè)計(jì)資料，并在課余時(shí)間為我們分析和講解設(shè)計(jì)要點(diǎn)，使我更有信心和動(dòng)力。 其次要感謝我的同學(xué) 焦云龍 以及我的室友，他們很熱心和無(wú)私，他在我需要幫助之時(shí) 伸出了援助之手，有了他們 的關(guān)心和支持，畢業(yè)設(shè)計(jì)雖苦但感覺(jué)很快樂(lè)。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意。 總之沒(méi)有他們，就沒(méi)這么完整和全面的畢業(yè)設(shè)計(jì)，所以要再次對(duì)他們說(shuō)一次 —— 謝謝你們 ！ 48 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 濮良貴，紀(jì)名剛 . 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [M]. 北京：高等教育出版社， 2020. ［ 2］ 趙韓，田杰 ．《機(jī)械原理》 [M]. 合肥 ： 合肥工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020. ［ 3］ 成大先 ．《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. ［ 4］ 干永立 . 《幾何量公差與檢測(cè) 》 [M]. 上海 ： 上海科學(xué)技術(shù) 出版社 ,2020. ［ 5］ 楊伯源 . 《材料力學(xué) 》 [M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020. ［ 6］ 潘陸桃．《機(jī)械制圖 》 [M]. 合肥 ： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 出版社 ,2020. ［ 7］ 卞步喜 ． 《 材料力學(xué) 》 [M]. 合肥 ： 合肥工業(yè)大學(xué) 出版社 ,2020. ［ 8］ 朱家誠(chéng)，朱文予 .《機(jī)械設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)》 [M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出 版設(shè) ,2020. 49 附錄 A 外螺紋聯(lián)接型油缸技術(shù)說(shuō)明 結(jié)構(gòu) 說(shuō)明 ： 這類(lèi)油缸可直接旋入夾具的聯(lián)接孔中，這類(lèi)緊湊型裝置用于空間有限的夾具，很有優(yōu)勢(shì)。液壓油可通過(guò)夾具體上的暗管提供，免除了液壓管路和接頭。當(dāng)液壓釋放時(shí)，內(nèi)置的彈簧使活塞返回原位。 結(jié)構(gòu)圖如圖 所示： 圖 液壓缸結(jié)構(gòu)圖 材 料 ： 活塞材料：表面淬火鋼， 淬硬 。 缸體：易切削鋼，黑色氧化 。 注意事項(xiàng)： 油缸復(fù)位后不能承受載荷。 液壓缸參數(shù)表： 型號(hào) 缸徑 ()mm 活塞桿 ()mm 夾緊力 最大旋入扭力 行程 ()mm 1453000 25 16 500bar 130Nm 10 a()mm b()mm c()mm e()mm 最小彈簧返回力 ()N 20 35 66 151 表 油缸參數(shù)表