【正文】 高精度擺動式回轉(zhuǎn)工作臺的主要難點是要保證加工的精度以及較大的剛性，蝸輪蝸桿與軸承成了我主要的研究對象，通過查閱資料以及老師的幫助，基本解決了這一難點。 經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計可以培養(yǎng)我們大學(xué)生完整地設(shè)計一整套設(shè)備的基本能力，而不是以前單一零件的設(shè)計，并在設(shè)計過程中深入學(xué)習(xí)、鞏固 和運用大學(xué)課程所涉及到的機械原理、機械設(shè)計、材料力學(xué)和機械工程測試技術(shù)及等課程。=15000 (h) 溫度系數(shù) ft=1 潤滑方式 Grease=油潤滑 選擇的角接觸球軸承的型號為7015C 根據(jù)選定的軸承可得以下參數(shù)： 軸承內(nèi)徑 d=75 (mm) 軸承外徑 D=115 (mm) 軸承寬度 B=20 (mm) 基本額定動載荷 C=49500 (N) 基本額定靜載荷 Co=46500 (N) 極限轉(zhuǎn)速 (油 ) nlimy=6300 (r/min) 力分析 選擇軸承的接觸角為 15 度，采用雙列背對背的安裝方式，計算受力情況如下： 軸承 1 徑向支反力 Fr1= (N) 軸承 1軸向支反力 Fa1= (N) 軸承 2徑向支反力 Fr2= (N) 軸承 2軸向支反力 Fa2= (N) 軸承 1 徑向支反力 Fr1= (N) 軸承 1 軸向支反力 Fa1= (N) 軸承 2徑向支反力 Fr2= (N) 軸承 2軸向支反力 Fa2= (N) 已知條件： 軸承類型 ：角接觸球軸承 Fr1 = (N) Fa1 = (N) Fr2 = (N) Fa2 = (N) 額定靜載荷 Co = (N) 工況系數(shù) fp = 當(dāng)量動載荷 P=1500 (N) 軸 承 所 需 基 本額 定 動 載 荷 C39。背對背安裝的軸承根據(jù) 使用條件不一樣，可以通過調(diào)整隔墊控制其游隙，從而達(dá)到較高的定位精度，所以可用于要求定位精度高的場合。 軸承的布置：角接觸球軸承背對背配置中，兩個軸承的負(fù)荷線朝軸承軸線分開。單列角接觸球軸承只能承受一個方向的軸向負(fù)荷，在承受徑向負(fù)荷時，將引起附加軸向力。角接觸軸承可同時承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，能在較高的轉(zhuǎn)速下工作。 滾動軸承的精度一般分為 P0、 P P P4 和 P2 五個等級，用于精密機床主軸上的軸承精度應(yīng)為 P5 及其以上級，而對于數(shù)控機床、加工中心等高速、高精 密機床的主軸支承，則需選用 P4 及其以上級超精密軸承。有凸球面滾子的軸承座圈的滾道為球面形，有凹球面滾子的軸承軸圈的滾道為球面形。 推力圓柱滾子軸承：滾動體是圓柱滾子的推力滾動軸承。 滾針軸承：滾動體是滾針的向心滾動軸承。 NN 型和 NNU 型雙列 圓柱滾子軸承 結(jié)構(gòu)緊湊，剛性強，承載能力大，受載荷后變形小，大多用于機床主軸的支承。其中應(yīng)用較多的是有保持架的單列 圓柱滾子軸承 。 滾子軸承：滾動體是滾子的滾動軸承。堅實耐用，上海電機學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 通用性強及低噪音運行，可在高速下運轉(zhuǎn)和易于安裝。 深溝球軸承：每個套圈均具有橫截面大約為球的周長三分之一的連續(xù)溝型滾道的向心球軸承 ,適用于精密儀表、低噪音電機、汽車、摩托車及一般機械等，是機械工業(yè)中使用最為廣泛的一類軸承。按軸承工作的摩擦性質(zhì)不同可分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類。 軸承的選用 軸承的介紹 軸承的種類很多。 聯(lián)軸器選用原則 轉(zhuǎn)矩 T： T ↑，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； T有沖擊振動，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 轉(zhuǎn)速 n： n ↑，非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 對中性：對中性好選剛性聯(lián)軸器，需補償時選撓性聯(lián)軸器； 裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動的聯(lián)軸器； 環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器； 成本：同等條件下，盡量選擇價格低，維護(hù)簡單的聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的選取 上海電機學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 表 聯(lián)軸器參數(shù)表 Tab. Coupling parameter table 高精度擺動式回轉(zhuǎn)工 作臺的設(shè)計 32 圖 JMI型膜片聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)示意圖 Fig. JMI type diaphragm coupling structure diagram 考慮到安裝在電機軸與擺動機構(gòu)處的聯(lián)軸器要受到較大的扭矩并且 需要承受一定的振動，因此選用對抵抗轉(zhuǎn)矩以及能承受沖擊且具有一定的補償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力的金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。 非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合 金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器的介紹 如工作臺使用數(shù)控方案，可在電機軸與齒輪軸連接處加上聯(lián)軸器。 彎曲剛度校核如下： 撓度計算如下： x/mm νi/mm 1 0 2 0 3 0 4 41 0 5 0 6 7 8 9 10 許用撓度系數(shù)： 最大撓度： 結(jié)論： 彎曲剛度校核通過 。 安全系數(shù)校核、疲勞強度校核如下： 危險截面的 x 坐標(biāo)： 128mm 直徑： 60mm 危險截面的彎矩 M： 50N?mm 扭矩 T： 3824N?mm 有效應(yīng)力集中系數(shù)（彎曲作用）： （扭轉(zhuǎn)作用）： 截面的疲勞強度安全系數(shù) S： 許用安全系數(shù) [S]： 128mm處疲勞強度校核通過 結(jié)論：疲勞強度校核通過 。 因某些軸段需安裝軸承 ,故取 5 的倍數(shù)，軸的具體參數(shù)如下圖 。 材料牌號： 40Cr 調(diào)質(zhì) 、 硬度 (HB)： 230， 抗拉強度： 750MPa、 屈服點： 550MPa， 彎曲疲勞極限： 350MPa 、 扭轉(zhuǎn)疲勞極限： 200MPa， 許用 靜應(yīng)力： 300MPa、 許用疲勞應(yīng)力： 194MPa。時受力圖 Fig. By trying to swing up to 90 176。 在計算過程中主要分析當(dāng)主軸轉(zhuǎn)至 90176。而右齒面按螺距 T△（△的具體數(shù)值由加工條件而定）來加工，這樣就使得蝸桿的齒厚不斷增加，從而得到單螺距漸厚蝸桿，并以上述方法達(dá)到消隙目的。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。 /分（其中 200 為減速器轉(zhuǎn)速， 800 為減速器傳動比， 72/25 為齒輪傳動比。 軸向齒形角α x： 176。回轉(zhuǎn)工作臺的臺面與底座之間設(shè)有蝸桿 蝸輪副，用以傳動和分度 ,蝸桿從底座伸出的一端裝有細(xì)分刻度盤和手輪。 m) 齒輪 1轉(zhuǎn)速 n1=2780(r/min) 齒輪 2轉(zhuǎn)速 n2=2780* =4170(r/min) 原動機載荷特性 SF=輕微振動 工作機載荷特性 WF=均勻平穩(wěn) 預(yù)定壽命 H=10000(小時 ) 傳動比 i= 處理 齒面嚙合類型 GFace=軟齒面 熱處理質(zhì)量級別 Q=ML 齒輪 1材料及熱處理 Met1=34CrNi3Mo調(diào)質(zhì) 齒輪 1硬度取值范圍 HBSP1=269～ 341 齒輪 1硬度 HBS1=310 齒輪 1材料類別 MetN1=0 齒輪 1極限應(yīng)力類別 MetType1=5 齒輪 2材料及熱處理 Met2=40Cr調(diào)質(zhì) 齒輪 2硬度取值范圍 HBSP2=235～ 275 齒輪 2硬度 HBS2=255 齒輪 2材料類別 MetN2=0 齒輪 2極限應(yīng)力類別 MetType2=5 3. 齒輪基本參數(shù) 模數(shù) (法面模數(shù) ) Mn=(2) 端面模數(shù) Mt= 螺旋角 β =(度 ) 標(biāo)準(zhǔn)中心距 A0=(mm) 實際中心距 A=(mm) 齒數(shù)比 U= 上海電機學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 基圓柱螺旋角 βb=(度 ) 齒輪 1齒數(shù) Z1=38 齒輪 1變位系數(shù) X2= 齒輪 1齒寬 B2=(mm) 齒輪 1齒寬系數(shù) Φ d2= 齒輪 2齒數(shù) Z2=24 齒輪 2變位系數(shù) X1= 齒輪 2齒寬 B1=(mm) 齒輪 2齒寬系數(shù) Φ d1= 總變位系數(shù) Xsum= 端面重合度 εα = 縱向重合度 εβ = 總重合度 ε = 齒輪 1分度圓直徑 d2=(mm) 齒輪 1 齒 頂 圓 直 徑 da2=(mm) 齒輪 1 齒 根 圓 直 徑 df2=(mm) 齒輪 1齒頂高 ha2=(mm) 齒輪 1齒根高 hf2=(mm) 齒輪 1全齒高 h2=(mm) 齒輪 1 齒 頂 壓 力 角 αat2=(度 ) 齒輪 1公法線長度 Wk2=(mm) 齒輪 2分度圓直徑 d1=(mm) 齒輪 2齒頂圓直徑 da1=(mm) 齒輪 2齒根圓直徑 df1=(mm) 齒輪 2齒頂高 ha1=(mm) 齒輪 2齒根高 hf1=(mm) 齒輪 2全齒高 h1=(mm) 齒輪 2 齒 頂 壓 力 角 αat1=(度 ) 齒頂高系數(shù) ha*= 頂隙系數(shù) c*= 壓力角 α *=20(度 ) 端面齒頂高系數(shù) ha*t= 端面頂隙系數(shù) c*t= 端面壓力角 α *t=(度 ) 4. 齒輪強度校核 齒輪 接觸強度設(shè)計公式 ： 齒輪 1 接 觸 強 度 極 限 應(yīng) 力 σHlim2=(MPa) 齒輪 1 抗彎疲勞基本值 σFE2=(MPa) 高精度擺動式回轉(zhuǎn)工 作臺的設(shè)計 18 接觸齒面接觸強度小齒輪分度圓 直 徑設(shè)計公式： （ mm） 齒輪 1 接觸疲勞強度許用值 [σH]2=(MPa) 齒輪 1 彎曲疲勞強度許用值 [σF]2=(MPa) 齒輪 2 接 觸 強 度 極 限 應(yīng) 力 σHlim1=(MPa) 齒輪 2 抗彎疲勞基本值 σFE1=(MPa) 齒輪 2 接觸疲勞強度許用值 [σH]1=(MPa) 齒輪 2 彎曲疲勞強度許用值 [σF]1=(MPa) 接觸強度用安全系數(shù) SHmin= 彎曲強 度用安全系數(shù) SFmin= 接觸強度計算應(yīng)力 σ H=(MPa) 接觸疲勞強度校核 σ H≤ [σ H]=滿足 齒輪 1 彎曲疲勞強度計算應(yīng)力 σF1=(MPa) 齒輪 2 彎曲疲勞強度計算應(yīng)力 σF2=(MPa) 齒輪 1 彎曲疲勞強度校核 σ F1≤ [σF]1=滿足 齒輪 2 彎曲疲勞強度校核 σ F2≤ [σF]2=滿足 齒輪的消隙 如工作臺使用數(shù)控方案可采用雙齒輪消隙。 輸入功率： ， 上海電機學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 傳動比： 800， 型號： WPWED80135。但價格略貴。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。上述蝸桿配置方案的選取，亦視傳動裝置混合的便利于否而定 。 (3) 蝸輪蝸桿減速器 蝸輪蝸桿減速器的特點是在外廓尺寸不大情況下，可以獲得大的傳動比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，但效率較低。并且位于減速器中間部分的軸承潤滑也對比困難。由于大尺寸圓錐齒輪較 難締造，因而總是把圓錐齒輪傳動作為圓錐 圓柱齒輪減速器的高速級（載荷較?。?，以減小其尺寸，便于提高締造精度。一般用在中央距和ae%26lt。減速器的種類繁多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動級數(shù)不同 可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。減速機的作用主要有： (1) 降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。 高精度擺動式回轉(zhuǎn)工 作臺的設(shè)計 12 減速器的選用 減速器的介紹 減速器