【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計的題目是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計。本課題研究的主要內(nèi)容包括：確定數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的傳動方案；驅(qū)動力計算及。箱體上設(shè)計了圓臺和加強(qiáng)筋；最后，對各零件進(jìn)行裝配。聯(lián)動，從而加工出各種球、圓弧曲面等?；剞D(zhuǎn)工作臺可以實(shí)現(xiàn)精確的自動分度，擴(kuò)大了。數(shù)控機(jī)床加工范圍。目前，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要用于數(shù)控鏜床和銑床。應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的應(yīng)用已成為歷史的必然。

　　

【正文】 30 d h m m? ? ? 蝸輪咽喉圓半徑221 282gar a d m m? ? ? 軸承的選用 如圖 35 所示，軸 2 選用圓錐滾子軸承 30309 圖 35 圓錐滾子軸承 基本額定動載荷 130rC KN? ,基本額定靜載荷 158orC KN? 軸 2 所受到的軸向力，周向力，徑向力如圖 36 所示； 11 圖 36 軸 2 受力圖 軸承受到的載荷 1)由軸的計算結(jié)果得，兩軸承受到載荷 1 ? 2 ? 1 ? 2 ? 2 2 2 21 1 1 12 2 2 22 2 2 2995 .8 3 997 .7736 .8 234 .17 773r N NH NVr N NH NVF F F F NF F F F N? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 2）軸承所受的力如圖 37 所示； F AF a1 F a2圖 37 軸承受力圖 6357AFN? 12 1 997rFN? 2 773rFN? 398 .8drF F N?? 309 .2drF F N?? ? 21A d dF F F?? 所以 ： 12226 3 5 7 3 0 9 . 2 6 6 6 6 . 23 0 9 . 2a A dddF F F NFF? ? ? ? ??? 3）求軸承當(dāng)量動載荷 1P 和 2P 11226 6 6 6 .2 6 .6 99973 0 9 .2 13 0 9 .2ararF eFF eF? ? ?? ? ? 由 [1]表 135 分別進(jìn)行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對軸承 1 11?? 對軸承 2 22?? 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表 136，取 ? 1 1 1 1 1( ) 1 .5 ( 0 .4 9 9 7 1 .5 6 6 6 6 .2 ) 1 5 5 9 7 .2p r ap f x F y F N? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 2 2( ) 1 .5 ( 0 .4 7 7 3 1 .5 3 0 9 .2 ) 1 1 5 9 .5p r ap f x F y F N? ? ? ? ? ? ? ? 驗(yàn)算軸承壽命 12pp? ，所以按軸承的受力 大小驗(yàn)算 106 6 3 39。311 0 1 0 1 3 0 1 0( ) ( ) 1 4 6 2 1 5 . 0 1 06 0 6 0 6 6 0 1 5 5 9 7 . 2hhcL h Lnp ? ?? ? ? ? ? ?? 年 (37) 故所選軸承滿足壽命要求。 軸的校核與計算 軸 1 的設(shè)計與校核 軸 1 的形狀如圖 38所示； 13 圖 38 軸 1 1P ，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 3T 取軸承 2=? 聯(lián)軸器 1=? 1 1 21111 9 9 19 80 / m i n 50 00 95 50 00 17 84 61980P P K WnrPT N mmn??? ? ? ? ??? ? ? ? 2．求作用在齒輪上的力 因已知高速級小齒輪的分度圓直徑為 72mm 齒輪所受的力如圖 39 所示； 圖 39 軸 1 受力圖 112 2 179 6 72t a n 20 = 1800trtaTFNdF F NFN?? ? ??? 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 0 112A? ,于是得 14 1 33m i n 013 . 71 1 2 1 3 . 7 91980Pd A m mn? ? ? ? 取輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 VI VIId? 與聯(lián)軸器的直徑相適應(yīng)，故 需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 1 178 46 267 65caT KAT N m m? ? ? ? 按照計算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，在標(biāo)準(zhǔn) GB/T58432021，選用 GYH2型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 63000N mm。半聯(lián)軸器的孔徑 d=25mm，故取 25I IId mm? ? ，半聯(lián)軸器長度 44mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1 40L mm? 。 4．軸的設(shè)計 （ 1）擬定軸上零件的 裝配方案如圖 310 所示； 圖 310 軸 1零件裝配 (2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 軸 1 的各軸段如圖 311 所示。 圖 311 軸 1 分段 15 303540353025I IIII IIIIII IVIV VV VIVI VIId mmd mmd mmd mmd mmd mm???????????? 357220133040I IIII IIIIII IVIV VV VIVI VIIL mmL mmL mmL mmL mmL mm???????????? (3)軸上零件的同向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的同向定位均采用平鍵連接按 IIIIId? 由 [1] 表 61 得1 0 8 4 0b h l? ? ? ? ?mm。同時為了保證 齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hn ，同樣半聯(lián)軸器與軸連接，選用平鍵為 8 7 32b h l mm? ? ? ? ?，半聯(lián)軸器與軸的配合為 76Hk 。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，為 76Hm 。 （ 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角為 45? ，各軸肩處的圓角半徑 見零件圖。 （ 5）求軸的載荷 如圖 312 所示，為軸 1 所受的應(yīng)力圖； 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 B是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的截面上的 HM 、 VM 及 M 的直列于下表 ,如表 31 所示； 表 32 軸 1危險截面應(yīng)力 載荷 水平面 H 垂直面 V 力 F 121 8 .0 2 , 4 7 7 .7N H N HF N F N?? , 173 .45N V N VF N F N?? 彎矩 M 286 N mm? 104 N mm? 總彎矩 22 3 0 6 8 .1 0H H VM M M N m m? ? ? 扭矩 T 17846T N mm? (6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 A） 的強(qiáng)度。根據(jù) [1]式（ 1155）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力， 16 圖 312 軸 1 應(yīng)力分析 取 ?? 軸的計算應(yīng)力 22 22133() 3 0 6 8 . 1 0 ( 0 . 6 1 7 8 4 6 ) 2 . 60 . 1 ( 3 5 )ca MT M P aW ?? ? ??? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 [1]表 511 查得 1[ ] 60MPa?? ? ，因此 1[]ca???? ， 故安全。 如圖 313 所示，軸 1共六段。各段的直徑和長度在前面已列出。 17 圖 313軸 1結(jié)構(gòu)圖 軸 2 的設(shè)計與校核 3P、轉(zhuǎn)速3n和轉(zhuǎn)矩3T。 聯(lián)軸器1 ?? 齒輪2 ?? 31 1231333 198 0 3 660 000 955 000 506 660KWi K WP N mmnPPnnT??? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 。 因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 2 216d mm? 而 322 2 5 0 6 4 34692160t an 1 7 0tar t nTFNdFNF F N??? ? ???? 。 先按照 [1]式（ 152）初步估軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表153，取 0 112A? ，于是得 18 3 33m i n 033 . 51 1 2 1 9 . 5660Pd A m mn? ? ? ? 取 min 45d mm? 取軸的兩端直徑為 45mm 。 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 分析可得裝配方案，如圖 314 所示 圖 314 軸 2 零件裝配 （ 2）根據(jù)軸的定位的要求，確定軸的各段直徑和長度。 1）為了滿足最小直徑要求 45451919I IIV VII IIV VId mmd mml mml mm???????? 2）為了滿足大齒輪的裝配要求 50506530II IIIIV VII IIIIV Vd mmd mml mml mm???????? 3)為了滿足渦輪蝸桿的裝配要求 270III IVl mm? ? （ 4）軸端倒角為 45? ，各軸肩處的圓角半徑為 R2 19 F a2 F t2F r2Ft1Fr1r1r2 圖 315 軸 2 受力圖 受力分析，如圖 315 為軸 2 的受力圖； 12122222211 1 2 222222tan0tarttttarTFdTFdFFT T iTF r F rFNFNFN?????????? 如圖 316 所示，為軸 2 的應(yīng)力分 析圖。 20 圖 316 軸 2 應(yīng)力分析 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 A 是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的截面處的HM VM 及 M 值列于下表，如表 32 所示； 表 33 軸 2危險截面應(yīng)力 載荷 水平面 H 垂直面 V 力 F 129 9 5 .8 , 7 3 6 .8N H N HF N F N?? 1255. 73 , 234 .17N V N VF N F N?? 彎矩 M N mm? N mm? 總彎矩 22 130424H H VM M M N m m? ? ? 扭矩 T 50643T N mm? 21 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 A） 的強(qiáng)度。根據(jù)式 [1]（ 1155）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? 軸的計算應(yīng)力 22 22133() 1 3 0 4 2 4 ( 0 . 6 5 0 6 4 3 ) 6 . 00 . 1 ( 6 0 . 8 )ca MT M P aW ?? ? ??? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 [1]表 511 查得 1[ ] 60MPa?? ? ，因此 1[]ca???? ， 故安全。 如圖 317 所示，軸 7共六段。各段的直徑和長度在前面已列出。 圖 317 軸 2 結(jié)構(gòu)圖 22 第 4 章三維建模及運(yùn)動仿真 零件繪制 首先，應(yīng)用平面中的曲線、曲線編輯；立體中的凸圓、孔、螺紋等工具欄，繪制箱體、箱蓋等六十多個零件。各菜單如圖 41,42,43 所示； 圖 41 草圖工具 圖 42 特征操作 圖 43 凸圓、孔、螺紋等工具欄 23 如圖 44,45 是截自 UG 的零件圖 圖 44 箱座 圖 45 箱蓋 裝配 零件繪制完之后，利用裝配工具欄先裝配出 5個組件，然后以箱蓋為基礎(chǔ)進(jìn)行裝配。 如圖 46 所示，是裝配工具欄。 24 圖 46 裝配工具欄 如圖 47所示，是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的裝配圖； 圖 47 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 25 運(yùn)動仿真 裝配之后，進(jìn)行仿真。先設(shè)置 3個桿件，然后設(shè)置 4 個運(yùn)動副，再設(shè)置 2個齒輪副。然后進(jìn)行解算 。 圖 48 運(yùn)動工具欄 最后進(jìn)行動畫控 制。 圖 49