【正文】 桿 蝸輪副（蝸桿傳動），用以傳動和分度 ,蝸桿從底座伸出的一端裝有細分刻度盤和手輪。分度精度一般為177。水平轉臺的蝸桿伸出端也可用聯軸器與機床傳動裝置聯接，以實現動力驅動。 (3) 萬能回轉工作臺 ： 臺面可以在 0176。范圍內傾斜任意角度 , 使工件在空間的任何角度都能準確調整。 (1) 液壓回轉工作臺：主要用于鏜床、鉆床、銑床及其它機床，分度精度和重復定位精度穩(wěn)定。它可以與其他伺服進給軸聯動。 (如圖 ) 圖 Fig. CNC rotary table 精密的回轉工作臺用于在精密機床上加工或角度計量。 (1) 光學轉臺：主軸上裝有玻璃或金屬精密刻度盤，經光學系統將刻度細分、放大，通過目鏡 或光屏讀出角度值。上述兩種精密轉臺的分度精度最高可達177。 (3) 超精密端面齒盤轉臺：利用一對經過精密對研的 1440 齒、 720 齒或 360 齒的端面齒盤分度定位 ， 其分度精度最高可達177。 高精度擺動式回轉工作臺的簡述與應用 普通的回轉工作臺主要用于加工圓柱面或圓槽，精度不高。高精度擺動式回轉工作臺是專為加工高精度、超硬度的球 面而設計的。 (1) 在軍工、航天等方面的運用； (2) 水晶藍寶石等硬制球面的加工：藍寶石易碎，突如其來的撞擊會令寶石破裂，裂痕會影響寶石的美觀及耐用程度。 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文） 3 如果高精度擺動式回轉工作臺采用數控控制（在論文中會詳細敘述數控方案）那么它還可以做到以下幾方面： (1) 三維面的加工；球面打孔：如在回轉臺能用數控控制，就可以在任意角度定位，打孔。 圖 Fig. highprecision Swing rotary table 立題意義 隨著機械加工水平的提高，回轉工作臺被應用于機床中的比例越來越大。而目前的回轉工作臺往往結構單一，只能加工圓柱面，高精度擺動式回轉工作臺解決了普通回轉工作臺精度不高，適用范圍小的缺點，能夠加工出高精度、超硬度的球面。工作臺的擺動部分是由電動機，經蝸輪蝸桿減速器減速后由齒輪的嚙合傳遞到擺動機構，再由擺動機構傳遞到工作臺。高精度回轉工作臺的分度由消隙后的蝸輪蝸桿進行。高精度擺動式回轉工作臺簡圖見圖（ ）。工作臺的平衡方式是在其下安裝彈簧或重物直到工作臺平衡為止。 減速器 齒輪 擺動機構 蝸輪 蝸桿 工作臺 擺動電機 回轉電機 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文） 5 高精度擺動式回轉工作臺上不僅可以加工硬 制凸球面工件如圖 ()， 還能加工硬制凹球面工件如圖 ()。在加工硬制凹球面工件中，需要用到碗型砂輪，工件的擺動與加工凸球面工件是相同，但是碗型砂輪與普通砂輪縱向旋轉不同，碗型砂輪是橫向旋轉，因此可以加工出高精度的硬制球面。 圖 凸 球面工件 Fig. Convex spherical surface workpiece machining 高精度擺動式回轉工 作臺的設計 6 圖 Fig. Concave spherical workpiece machining 課題內容 技術要求及參數 （ 1）技術要求 工作臺直徑：￠ 200mm 工作臺到擺動支點的距離： 200mm 工作臺轉速： 0100 轉 /分 擺動速度： 030176。 高精度擺動式回轉工作臺設計中的難點 為了保證高精度加工較硬球面 , 在工作時機構又需要有較大的剛性。 高精度擺動式回轉工 作臺的設計 8 3 設計方案 支架的設計 由于回轉工作臺主要用于加工硬制球面，所需硬度非常高，在生產過程中必然會 產生較大的振動，這對于精度的保證是一個非常大的負面影響。 牌號： HT200 GB 943988 灰鑄鐵 特性及適用范圍：為珠光體類型的灰鑄鐵。大量用于不受沖擊載荷的零部件，如承受壓力的發(fā)動機缸體、缸蓋、離合器殼及制動鼓等。同時需保證工作臺與工件的同心度。 由于有時工件的材料，加工條件的不同，所以在加工中要及時調整刀具及工件參數。如圖（ ） 。其中交流電動機還分為單相 電動機和三相電動機。 同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。 直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵 直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。 按起動與運行方式分類 ：根據電動機按起動與運行方式不同，可分為電容起動式單相異步電動機、電容運轉式單相異步電動機、電容起動運轉式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。 驅動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。 按轉子的結構分類 根據電動機按轉子的結構不同，可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。 低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。 異步電動機的轉子轉速總是略低于旋轉磁場的同步轉速。 電機的選取 本次設計選用 CEMA 泛用型三相感應電動機 IM1001(YA 系列 )。 表 CEMA泛用型三相感應電動機 IM1001(YA系列 )性能表 Tab. CEMA UTV phase induction motor IM1001 (YA series) Performance Table 輸出功率 轉速 型號 電流 效率 功率因數 額定轉矩 額定電流 1． 1KW 2780r/min YA7122 因回轉工作臺體積相對較小，又需傳動平穩(wěn)。 圖 三相感應電動機 Fig. Threephase induction motor 如果在回轉工作臺中 加入數控系統可以使加工、操作更簡便，起到省時省力的功效。 高精度擺動式回轉工 作臺的設計 12 減速器的選用 減速器的介紹 減速器是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉速，增加轉矩。幾乎在各式機械的傳動系統中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機車，建筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產設備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等 .其應用從大 動力的傳輸工作，到小負荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機的應用，且在工業(yè)應用上，減速機具有減速及增加轉矩功能。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。大家可以看一下一般電機都有一個慣量數值。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。 (1) 展開式兩級圓柱齒輪減速器 展開式兩級圓柱齒輪減速 器是兩級減速器中最簡樸 、運用最遍及的一種。一般用在中央距和ae%26lt。 兩級圓錐－圓柱齒輪減速器 單級圓錐齒輪減速器及兩級圓錐－圓柱齒輪減速器用于需要輸入軸與輸出軸成90D 配置的傳動中。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（載荷較小），以減小其尺寸，便于提高締造精度。由于中間軸較長，軸在受載時的撓曲亦較大，因而沿齒寬上的載荷集中現象亦較嚴峻。并且位于減速器中間部分的軸承潤滑也對比困難。但當要求輸入軸端和輸出軸端必需放在同一軸線上 時，采用這種減速器卻極為便利。 (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。單級蝸桿減速器根據蝸桿的位置可分為上下蝸桿 、 下蝸桿及側蝸桿三種。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 。 因為此時的潤滑和冷卻問題均較輕易 解決，同時蝸桿的軸承潤滑也很便利當蝸桿的圓周速度大于 4~5m/s 時，為了減削攪油和飛濺時損耗的功率，可采用上蝸桿結構。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。輸入轉速不能太高。但價格略貴。 WPWED 系列蝸輪蝸桿減速器輸入功率 。 輸入功率： ， 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文） 15 傳動比： 800， 型號： WPWED80135。由于與電機軸相連所以齒輪需要能夠承受輕微振動。 m) 齒輪 1轉速 n1=2780(r/min) 齒輪 2轉速 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 熱處理質量級別 Q=ML 齒輪 1材料及熱處理 Met1=34CrNi3Mo調質 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極限應力類別 MetType1=5 齒輪 2材料及熱處理 Met2=40Cr調質 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極限應力類別 MetType2=5 3. 齒輪基本參數 模數 (法面模數 ) Mn=(2) 端面模數 Mt= 螺旋角 β =(度 ) 標準中心距 A0=(mm) 實際中心距 A=(mm) 齒數比 U= 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文） 17 基圓柱螺旋角 βb=(度 ) 齒輪 1齒數 Z1=38 齒輪 1變位系數 X2= 齒輪 1齒寬 B2=(mm) 齒輪 1齒寬系數 Φ d2= 齒輪 2齒數 Z2=24 齒輪 2變位系數 X1= 齒輪 2齒寬 B1=(mm) 齒輪 2齒寬系數 Φ d1= 總變位系數 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 ha*= 頂隙系數 c*= 壓力角 α *=20(度 ) 端面齒頂高系數 ha*t= 端面頂隙系數 c*t= 端面壓力角 α *t=(度 ) 4. 齒輪強度校核 齒輪 接觸強度設計公式 ： 齒輪 1 接 觸 強 度 極 限 應 力 σHlim2=(MPa) 齒輪 1 抗彎疲勞基本值 σFE2=(MPa) 高精度擺動式回轉工 作臺的設計 18 接觸齒面接觸強度小齒輪分度圓 直 徑設計公式： （ 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 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 SHmin= 彎曲強 度用安全系數 SFmin= 接觸強度計算應力 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力 σF1=(MPa) 齒輪 2 彎曲疲勞強度計算應力 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 如工作臺使用數控方案可采用雙齒輪消隙。 如圖?；剞D工作臺的臺面與底座之間設有蝸桿 蝸輪副，用以傳動和分度 ,蝸桿從底座伸出的一端裝有細分刻度盤和手輪。水平轉臺的蝸桿伸出端也可用聯軸器與機床傳動裝置聯接，以實現動力驅 動。 軸向齒形角α x： 176。 蝸桿軸向齒厚 sx1： 蝸桿法向齒厚 sn1： 蝸桿分度圓齒厚 s2： 蝸桿螺紋長 b1