【正文】 KA KV KF? KF? =1 1 = 5)查取齒形系數(shù) 查表的 YFa1= YFa2= 6)應(yīng)力校正系數(shù) Ysa1= Ysa2= 7）計(jì)算大、小齒輪的][ FYFaYSa?并加以比較 1][ 11FYSaYFa?= ? = 2][ 22FYSaYFa?= ? = （ 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 m= 3 ? ????mm= 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)，齒輪模數(shù) m 大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=1，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=22mm，算出小齒輪齒數(shù) Z1=md1 =22 大齒輪齒數(shù) Z2=22 2=44 4幾何尺寸計(jì)算 （ 1） 計(jì)算分度圓直徑 d1=Z1 m=22 1=22mm d2=Z2 m=44 1=44mm (2)計(jì)算中心距 a= 2 44222 21 ??? dd =33mm （ 2） 計(jì)算齒輪寬度 （ 3） b= d? d1= 22= 取 B1=15mm B2=10mm 蝸桿傳動(dòng) 1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型 采用漸開線蝸桿 2 選擇材料 23 考慮到蝸桿傳動(dòng)速度中等，蝸桿用 45鋼，并淬火，硬度為 45～ 55HRC,蝸輪用鑄錫磷青銅 ZCUSn10P1，金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ? FE2=700Mpa； 2） 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=, KFN2=。 齒輪 的 設(shè)計(jì) 選用傳動(dòng) 比： 先選為 2 1） 選用 直 齒圓 柱 齒輪傳動(dòng) ； 2） 數(shù) 控機(jī)床速度高，要求精度高，故 選 6級(jí) 精度； 3) 材料 選擇 ，小 齒輪 材料 選 35CRALA(調(diào)質(zhì) 后氮化 )，硬度 為 65HRC,大 齒輪 材料18CRMNTI(滲 碳后淬火 )硬度 為 60HRC； 4) 選 小 齒輪齒數(shù) Z1=20，大 齒輪齒 數(shù)為 40。 （ 3）工作性能要求：保證工作可靠、傳動(dòng)效率高等。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第 4 章 轉(zhuǎn)輪組的 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)可靠 （ 1）機(jī)械的功能要求：應(yīng)滿足工作臺(tái)的功率、 轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)形式的要求。 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)大致相同，其區(qū)別在于：閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件（圓光柵）。 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：開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。為了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。這種蝸桿傳動(dòng)常用于起重裝置中。 2．傳動(dòng)平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。 蝸桿傳動(dòng)有以下特點(diǎn)： 1．傳動(dòng)比大 在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá) 1000以上。 直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。改變 Ua或改變?chǔ)?，均?控制直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但一般采用控制電樞電壓的方法。直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與一般直流電動(dòng)機(jī)相同。電角度的勵(lì)磁繞組 Wf和控制繞組 WcoWf接一恒定交流電壓，利用施加到 Wc上的交流電壓或相位的變化，達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同。其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。 伺服電動(dòng)機(jī)的原理 伺服電動(dòng)機(jī)（ servomotor） 用作自動(dòng)控制裝置中執(zhí)行元件的微特電機(jī)。 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)大致相同，其區(qū)別在于：閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件（圓光柵）。 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：開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。為了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。這種蝸桿傳動(dòng)常用于起重裝置中。 2．傳動(dòng)平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。 蝸桿傳動(dòng)有以下特點(diǎn)： 1．傳動(dòng)比大在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá) 1000 以上。 選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作 頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。 選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在實(shí)際工作過程 中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。 選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。 步進(jìn)電機(jī)的原理 步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)的電磁執(zhí)行元件。 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。 4．效率低、制造成本較高 蝸桿傳動(dòng)方面：齒面上具有較大的滑動(dòng)速度，摩擦磨損大，故效率約為 ，具有自鎖的蝸桿傳動(dòng)效率僅為 左右。 3．可以自鎖 當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于齒輪間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，若蝸桿為主動(dòng)件，機(jī)構(gòu)將自鎖。與其他傳動(dòng)形式相比，傳動(dòng)比相同時(shí)，機(jī)構(gòu)尺寸小，因而結(jié)構(gòu)緊湊。 該傳動(dòng)方案分析如下： 齒輪傳動(dòng)承受載能力較高 ，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)，傳遞 功率和圓周速度范圍很大，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。 而方案二雖然傳動(dòng)效率低，但以上三個(gè)功能全部都能完成自鎖。 傳動(dòng)方案及其分析 由圖所示，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的傳動(dòng)方案有兩種：方案一為一級(jí)和二級(jí)都是齒輪傳動(dòng)；方案二為一級(jí)齒輪傳動(dòng)，二級(jí)蝸桿傳動(dòng)。其中，轉(zhuǎn)盤下端面上的中心 軸插入底盤上的中心孔內(nèi)，在轉(zhuǎn)盤頂面的中間學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 處，開有一個(gè)用來放置測(cè)量工具的 T 槽，鎖緊塊設(shè)在該槽內(nèi)。 （ 4）結(jié)構(gòu)工藝性要求；如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)合理等。 （ 2）工作條件的 要求：例如工作環(huán)境、場(chǎng)地、工作制度等。在本課題中，原動(dòng)機(jī)采用電液脈沖馬達(dá)，工作臺(tái)為 T 形槽工作臺(tái)，傳動(dòng)裝置由齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)組成。其起升方式有吊車起吊安裝、液壓油缸起升等多種方式。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 伸縮式 伸縮式底座主要應(yīng)用于傾斜式焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)中，其特點(diǎn)是通過立柱的 提升降落 滿足 升高或降低 要求，在工作時(shí)處于傾斜式焊接回轉(zhuǎn)臺(tái) 焊接 作業(yè) 要求。 彈弓式 彈弓式底座是根據(jù)平行四邊形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理，利用傾斜式焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)力通過游吊系統(tǒng)拉動(dòng)底座起升大繩或通過專配動(dòng)力拉動(dòng)底座起升繩系，使底座及臺(tái)面設(shè)備從低位整體起升到工作位置的結(jié)構(gòu)。按照結(jié)構(gòu)形式及起升安裝方式來分，主要有以下幾種： 箱疊式 箱疊式底座主要由左右箱座及鉆臺(tái)構(gòu)件組成。在傾斜式焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)中，底座方案通常作為整體考慮，結(jié)構(gòu)要滿足傳動(dòng)設(shè)備的安裝和連接等要求。底座是相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)件，其設(shè)計(jì)一是要滿足傾斜式焊接回 轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)議內(nèi)容要求，二是要符相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，三是要結(jié)合加工制造和裝配水平。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 我們的設(shè)計(jì)過程中，本著以下幾條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 1） 創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能 2） 分析原理和性能 3） 判別功能載荷及其意義 4） 預(yù)測(cè)意外載荷 5） 創(chuàng)造有利的載荷條件 6） 提高合理的應(yīng)力分布和剛度 7） 重量要適宜 8） 應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸 9） 根據(jù)性能組合選擇材料 10） 零件與整體零件之間精度的進(jìn)行選擇 11） 功 能設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求 主要技術(shù)參數(shù) （ 1）工作臺(tái)直徑： 350 mm； （ 2） 分辨率 ： 5分 /step； （ 3）工作臺(tái)轉(zhuǎn)速范圍： 2～ rpm； （ 4）直流伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 2020rpm； （ 5）總傳動(dòng)比： 20； （ 6） 軸向最大載荷： 60N 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的市場(chǎng)分析 ：隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，加工中心將會(huì)越來越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴(kuò)大加工范圍。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是解決傾斜式焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)概況 隨著生產(chǎn)力水平的發(fā)展，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)越來越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以在實(shí)際測(cè)量工作臺(tái)靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補(bǔ)償角度的位置和補(bǔ)償?shù)闹?，記憶在補(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾動(dòng)軸承支承，并由 深溝球 軸承及雙列向心圓柱滾子軸承保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn) 中心。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時(shí)，活塞便壓向?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 鋼球，撐開夾緊瓦，并夾緊蝸輪。 當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)必須處于鎖緊狀態(tài)。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)，經(jīng)齒輪減速后由 蝸桿傳給蝸輪。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。 對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的能 力，培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。 worm。 finally, the parts are assembled. Key Words: Rotary table。 working table balance through the thrust bearing to ensure the box body prises a box seat。 and parts of the design and verification, the worm and worm gear shaft adopts an integral structure。 ponent design and verification。 關(guān)鍵詞： 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；齒輪；蝸桿；箱體 III Abstract The graduation design topic is inclined welding rotary work table design. By the NC rotary table design, make the students step into the society before, not only to design NC rotary table, and can master the mechanical design methods and s