四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計【定位銷式分度工作臺】【含12張CAD圖紙】

四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計【定位銷式分度工作臺】【含12張CAD圖紙】,定位銷式分度工作臺,含12張CAD圖紙,四工位,全自動,回轉(zhuǎn),工作臺,設(shè)計,定位,分度,12,CAD,圖紙 說明書 題 目 四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計 系 部 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 畢設(shè)地點 年 月 日 摘 要 隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機床將得到越來越廣泛的應(yīng)用，擴大加工范圍，提高生產(chǎn)率。近年來組裝數(shù)控機床全自動回轉(zhuǎn)工作臺將大大的增長。預(yù)計在未來幾年，雖然一些行業(yè)產(chǎn)能過剩，宏觀調(diào)控的影響，繼續(xù)保持一個相對較低的行業(yè)的景氣度，裝備制造業(yè)的部分預(yù)計將保持較高的增長率，尤其是那些對國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵裝備工業(yè)的振興和發(fā)展。作為一個主要的機械設(shè)備制造，通用機床將在約15%，平均每年20%的速度穩(wěn)步增長。 本論文設(shè)計四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺，通過對全自動回轉(zhuǎn)工作臺的基本原理的研究，結(jié)合數(shù)值控制，電機傳動，蝸桿傳動等知識，設(shè)計了一種全自動回轉(zhuǎn)工作臺。為了提高數(shù)控機床全自動回轉(zhuǎn)工作臺的精密度，本設(shè)計采用蝸輪蝸桿傳動方式可以大大提高承載能力，和間隙調(diào)整蝸桿定位精度的實現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機床，四工位，回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計  Abstract With the development of manufacturing industry in China, CNC machine tools will be applied more and more widely, expanding the processing range and improving productivity. In recent years, the positioning pin type indexing table of CNC machine tools will increase greatly. It is expected that in the next few years, despite the overcapacity in some industries and the impact of macroeconomic regulation and control, a relatively low industry boom will be maintained, and the parts of the equipment manufacturing industry are expected to maintain a higher growth rate, especially those that encourage the development of the national industrial policy to encourage the equipment industry. As a major mechanical equipment manufacturing, the general machine tool will grow at a speed of about 15%, an average annual rate of 20%. In this paper, a fully automatic rotary worktable of four station is designed. Through the study of the basic principle of the fully automatic rotary table, a fully automatic rotary table is designed in combination with the knowledge of numerical control, motor drive, worm drive and so on. In order to improve the precision of the automatic rotary table of CNC machine tools, the design of the worm gear and worm drive can greatly improve the bearing capacity and the clearance adjustment of the worm positioning accuracy. Key words: CNC machine tool, four position, slewing structure, structure design.  目 錄 摘 要 i Abstract ii 目 錄 iii 第一章 引 言 - 1 - 1.1 數(shù)控技術(shù)簡介 - 1 - 1.2 數(shù)控設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 - 2 - 1.2.1 我國數(shù)控設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀 - 2 - 1.2.2 數(shù)控設(shè)備的發(fā)展趨勢 - 2 - 1.3 回轉(zhuǎn)工作臺的研究 - 3 - 1.4 回轉(zhuǎn)工作臺的研究 - 3 - 1.4.1 回轉(zhuǎn)工作臺的功能 - 3 - 1.4.2 回轉(zhuǎn)工作臺的構(gòu)成與分類 - 4 - 1.5 課題的研究意義 - 6 - 第二章 四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 7 - 2.1 傳動方案的確定 - 7 - 2.1.1 步進電機的原理 - 7 - 2.1.2 傳動方案傳動時應(yīng)滿足的要求 - 7 - 2.1.3 傳動方案及其分析 - 8 - 2.2 電液脈沖馬達的選擇及運動參數(shù)的計算 - 8 - 2.3 蝸輪及蝸桿的選用與校核 - 10 - 2.3.1 選擇蝸桿傳動類型 - 11 - 2.3.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 - 11 - 2.4 軸的校核與計算 - 16 - 2.4.1 畫出受力簡圖 - 16 - 2.4.2 畫出扭矩圖 - 17 - 2.4.3 畫出彎矩圖 - 17 - 2.4.4 彎矩組合圖 - 17 - 2.5 鍵的選取與校核 - 17 - 2.6 軸承的選擇計算 - 18 - 2.6.1 軸承的選擇 - 18 - 2.6.2 軸承材料的選擇 - 18 - 2.6.3 軸承類型的選擇 - 19 - 2.6.4 軸承的校核計算 - 20 - 2.6.5 軸承的組合設(shè)計 - 21 - 第三章 四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)的總體設(shè)計 - 23 - 3.1 回轉(zhuǎn)工作臺原理圖 - 23 - 3.2 機械部分的設(shè)計 - 23 - 3.2.1 蝸桿蝸輪的配合 - 24 - 3.2.2 角接觸球軸承的選擇 - 24 - 3.3 光柵尺的選型設(shè)計 - 25 - 3.3.1 光柵尺簡介 - 25 - 3.3.2光柵尺工作原理 - 25 - 3.3.3 光柵尺主要應(yīng)用 - 26 - 3.3.4 光柵尺的選型 - 27 - 3.4 繪制回轉(zhuǎn)工作臺總體設(shè)計圖 - 27 - 總 結(jié) - 28 - 參考文獻 - 29 - 致 謝 - 30 - - 32 - 第一章 引 言 1.1 數(shù)控技術(shù)簡介 數(shù)控技術(shù)及裝備是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展（如信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)，生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，航空，航天和國防產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)。”人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料就是制造技術(shù)和裝備，而數(shù)控技術(shù)的核心是當(dāng)今先進制造技術(shù)和裝備技術(shù)。 目前采用數(shù)控加工技術(shù)制造鋼釩的世界，以提高制造能力和水平，提高適應(yīng)市場和競爭動態(tài)能力。在世界發(fā)達國家數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高級”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面封鎖和限制對中國征收。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展的重要途徑，提高綜合國力和國家地位。 數(shù)控設(shè)備是機床裝備制造業(yè)，是實現(xiàn)制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石，確保設(shè)備的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國防和軍隊現(xiàn)代化建設(shè)戰(zhàn)略。在裝備制造業(yè)振興的16個關(guān)鍵領(lǐng)域，每個領(lǐng)域的振興是一大批先進的數(shù)控設(shè)備的需要，如大型火電和核電廠的發(fā)展，大型化工設(shè)備生產(chǎn)，海洋運輸船舶大型化的發(fā)展，對大型板成套設(shè)備的發(fā)展，高速列車的熱軋和冷軋的，新的地鐵和軌道交通車輛，都需要大量的高速，精密，高效、專用數(shù)控設(shè)備制造。同時，數(shù)控設(shè)備作為國防設(shè)備的策略，制造各種武器裝備是最重要的，是國防和軍事裝備現(xiàn)代化的重要保證。國際上一些發(fā)達國家將采取的高性能數(shù)控設(shè)備的戰(zhàn)略物資和嚴(yán)格控制，限制中國的高性能數(shù)控設(shè)備進口。 目前，由于中國發(fā)展滯后的數(shù)控設(shè)備產(chǎn)業(yè)，限制了裝備制造業(yè)的發(fā)展，直接影響到國防工業(yè)安全。國內(nèi)和國際經(jīng)驗表明，裝備制造業(yè)的發(fā)展，裝備制造業(yè)，是數(shù)控設(shè)備的基礎(chǔ)，因此，科學(xué)發(fā)展觀的全面實施，加快中國的數(shù)控設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有基礎(chǔ)性，前瞻性的戰(zhàn)略，總體情況。 1.2 數(shù)控設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 1.2.1 我國數(shù)控設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀 在中國的數(shù)控設(shè)備和數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)始于1958，直到第二十世紀(jì)60年代中期仍在發(fā)展，發(fā)展的時期。1965，中國開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。第二十世紀(jì)60年代末至70研制成功數(shù)控立式銑床，cjk-18數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控非圓齒輪刨齒機。從70年代開始的第二十個世紀(jì)，中國的數(shù)控技術(shù)開始在車，銑，鉆，磨，齒輪加工，電火花加工等領(lǐng)域，在上海成功開發(fā)了數(shù)控加工中心，北京。但由于穩(wěn)定性一直沒有得到解決，因此沒有被廣泛。在這一時期，數(shù)控線切割機由于其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低，得到了廣泛的應(yīng)用和模具數(shù)控加工中推廣。在第二十世紀(jì)80年，中國進口的數(shù)控系統(tǒng)和直流伺服電機的一部分，直流主軸電機技術(shù)從日本FANUC公司，并引進一些新的技術(shù)從發(fā)達國家美國，歐洲，和商業(yè)化生產(chǎn)，該數(shù)控系統(tǒng)具有可靠性高，性能穩(wěn)定，功能齊全，促進數(shù)控設(shè)備在中國的穩(wěn)定發(fā)展，使中國的數(shù)控設(shè)備的性能和質(zhì)量產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。 “十五”期間，中國機床工具工業(yè)的快速發(fā)展幾年，2005我國機床產(chǎn)值從“九五”在世界列第八年底，躍升至世界第三位。其中，2005數(shù)控金切機床產(chǎn)量達到60000臺，4.3次超過2000 14000?！备咚?，精密，復(fù)雜的情報，”為方向，技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)取得了重大進展，一個新產(chǎn)品的多軸加工中心，數(shù)控設(shè)備的發(fā)展，高速度、高精度數(shù)控設(shè)備等，在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。目前，1500多個品種達到數(shù)控設(shè)備。機床工具行業(yè)通過國內(nèi)企業(yè)和企業(yè)集團，如沈陽機床（集團）公司和大連機床集團機床銷售已進入世界機床企業(yè)前十五名?！笔濉逼陂g，加快中國機床工具行業(yè)發(fā)展，振興裝備制造業(yè)的最初的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 但總體而言，中國機床工具工業(yè)與世界先進水平相比，差距還是很明顯的：一是國內(nèi)高檔數(shù)控設(shè)備滿足中國發(fā)展的要求是在品種，質(zhì)量和數(shù)量，高檔數(shù)控設(shè)備目前仍大量進口；二是數(shù)控設(shè)備配件、數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)滯后，成為中國數(shù)控設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸；三是機床制造企業(yè)技術(shù)裝備水平不高，制造能力，綜合管理和服務(wù)能力，不能滿足快節(jié)奏發(fā)展的市場需求。 1.2.2 數(shù)控設(shè)備的發(fā)展趨勢 自第二十世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)控設(shè)備在機械制造行業(yè)帶來革命性的變化。數(shù)控設(shè)備具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者的勞動強度，改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化和經(jīng)濟效益。數(shù)控設(shè)備是一種機電產(chǎn)品的高度集成，適用于多品種、小批量零件，加工零件的精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頻繁修改的部分需要，價格昂貴不允許報廢關(guān)鍵零件，精密零件，要求復(fù)制需要縮短生產(chǎn)周期的零件和100%檢驗要求的零件。特點和數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用范圍，使其成為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的重要設(shè)備的發(fā)展。 在第二十一世紀(jì)，中國的經(jīng)濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的良好機遇，也面臨著激烈的中國加入世界貿(mào)易組織和國際市場競爭后，加快數(shù)控設(shè)備的發(fā)展來解決企業(yè)的機床制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著數(shù)控設(shè)備的需求量很大的制造業(yè)的快速發(fā)展以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，高速數(shù)控設(shè)備，高精度，復(fù)雜的，聰明的，開放的，網(wǎng)絡(luò)，多軸聯(lián)動發(fā)展的趨勢，綠色等。 1.3 回轉(zhuǎn)工作臺的研究 數(shù)控設(shè)備由床身，立柱，工作臺，送料機構(gòu)等。工作臺作為數(shù)控設(shè)備的重要組成部分，而且精度的一個重要組成部分。由X-Y工作臺的直線運動的開始，為了滿足加工簡單零件的設(shè)計，目前以實現(xiàn)多工位加工制造的索引表，索引表等。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，而且對環(huán)境的要求，驅(qū)動工作臺驅(qū)動從最初的機械變?yōu)橐簤候?qū)動，現(xiàn)在多采用氣動裝置，以更好地保護環(huán)境，節(jié)約資源。 全自動回轉(zhuǎn)工作臺作為一種機床附件，是發(fā)展現(xiàn)狀和機床及機床附件行業(yè)密切相關(guān)。機床附件開發(fā)的驅(qū)動，它將不得不提到中國機床工具工業(yè)的發(fā)展前景，是中國機床工具工業(yè)更加穩(wěn)定和快速發(fā)展，我們必須進行一次全面的數(shù)控改造和創(chuàng)新，使一系列機床附件行業(yè)繼續(xù)跟蹤進展。但中國的機床配件廠大部分資金仍相對緊張，這使得技術(shù)創(chuàng)新改革推進的影響很大，這也是我國部分水平未能迅速進步的重要點。成為一個障礙，機床行業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)機床附件教國際技術(shù)術(shù)語，無論質(zhì)量或性能與發(fā)達國家有一定的差距。 隨著中國經(jīng)濟的穩(wěn)步增長，中國的機床附件行業(yè)也將呈現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展的趨勢，市場份額將繼續(xù)改善，主導(dǎo)作用，中國機床工具行業(yè)的不斷發(fā)展，但我國機床附件行業(yè)也存在一些缺點，當(dāng)然也有很好的發(fā)展空間。 1.4 回轉(zhuǎn)工作臺的研究 1.4.1 回轉(zhuǎn)工作臺的功能 為一個零件加工表面上的需要，以減少裝卸工件數(shù)，保證加工表面的相互位置精度的角部分，經(jīng)常使用回轉(zhuǎn)工作臺。 回轉(zhuǎn)工作臺是一個機床的關(guān)鍵功能部件，主要用于與機床匹配，索引的索引功能的機床。確保充分利用機床的基本功能，擴展過程的使用性能，機床使用范圍，保證加工精度，提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度起著重要的作用。因此，對機床工作臺的發(fā)展水平已成為機床工具行業(yè)的技術(shù)水平的重要標(biāo)志。 全自動回轉(zhuǎn)工作臺，提供索引坐標(biāo)加工中心和數(shù)控設(shè)備，由第四個軸的精確角度，第五軸驅(qū)動表或相等的回轉(zhuǎn)工作臺頭，不等長或連續(xù)回轉(zhuǎn)工作臺加工，加工復(fù)雜曲面的完成，加工機床范圍擴大。隨著經(jīng)濟和技術(shù)的飛速發(fā)展，全自動回轉(zhuǎn)工作臺必須在未來會有更廣泛的發(fā)展。 1.4.2 回轉(zhuǎn)工作臺的構(gòu)成與分類 回轉(zhuǎn)工作臺是通過傳動部分，將由系統(tǒng)控制的驅(qū)動傳遞到需轉(zhuǎn)動角度的工作臺臺面，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位。回轉(zhuǎn)工作臺從結(jié)構(gòu)上講，可由驅(qū)動，傳動，回轉(zhuǎn)工作臺鎖緊機構(gòu)。 回轉(zhuǎn)工作臺按照不同分類方法大致有以下幾大類： ①由安裝方式有—立臥工作臺與立式工作臺。 ②由回轉(zhuǎn)工作臺形式有—等分工作臺與任意回轉(zhuǎn)工作臺。 ③由驅(qū)動方式有—液壓工作臺與電動工作臺。 ④由回轉(zhuǎn)工作臺軸軸數(shù)有—單軸工作臺、可傾工作臺(兩軸聯(lián)動)與多軸并聯(lián)工作臺。 另外，將各種不同機構(gòu)組合，便可以得到現(xiàn)目前正在使用的各種回轉(zhuǎn)工作臺，如:液壓等分工作臺、電動等分工作臺(分抬起和不抬起)、電動任意回轉(zhuǎn)工作臺、立臥兩用回轉(zhuǎn)工作臺、立式回轉(zhuǎn)工作臺、多軸并聯(lián)可傾工作臺等。 工作臺分為立式工作臺和臥式工作臺兩種。 （1）立式工作臺垂直表框軸垂直于地平面，音叉式工作臺的垂直結(jié)構(gòu)的大部分，內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的一個O型圓盤式，結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。 圖1.1立式工作臺 （2）臥式工作臺外軸平行于地平面的水平表，結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。 圖1.2臥式工作臺 （1）轉(zhuǎn)角位置伺服控制 在位置伺服控制式工作臺，可發(fā)出指示，調(diào)整框的位置伺服位置，并具有所要求的頻率響應(yīng)。 （2）轉(zhuǎn)角速度伺服控制 在速度伺服控制模式表，可以根據(jù)給定的速度伺服調(diào)節(jié)指示各幀速率，并具有所要求的頻率響應(yīng)。 （3）工作臺限位告警 工作臺限位兩種限制：限位限制在控制器面板上任意設(shè)定的極限值，當(dāng)角度大于軟限值，限位報警指示和保護的軟件處理指令。限制是通過安裝在平臺上的限位開關(guān)來實現(xiàn)，當(dāng)角桌大于硬限值，限位開關(guān)，保護和報警電路接通工作表，表的保護。 （4）工作臺保護告警 工作臺的保護：功率放大器故障、工作臺越位、手動應(yīng)急等。當(dāng)出現(xiàn)工作臺保護時，工作臺控制器響應(yīng)動作為:工作臺表位置閉環(huán)控制電路的增益低，工作臺位置回路的輸入為零，切斷伺服功率放大器，從臺伺服電機和功率放大器，臺伺服電機線圈短路。 （5）轉(zhuǎn)角的實時顯示 顯示的數(shù)值實施階段的控制器可以工作臺轉(zhuǎn)角，一般0.01°角顯示分辨率。 （6）微機監(jiān)控 工作臺數(shù)字控制器采用微機數(shù)字控制，工作臺控制具有與上位微機接口的能力。工作臺控制器可以接受監(jiān)控器的指令或上位微機的指令，并可使工作臺的位置傳送到上位微機。 （7）緊急停車 當(dāng)異常發(fā)生時，或當(dāng)操作員在必要的時候，可以按下緊急按鈕，工作臺控制系統(tǒng)的緊急關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)表進入緊急停車狀態(tài)，在同一工位的控制與保護。 1.5 課題的研究意義 隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，全自動回轉(zhuǎn)工作臺將得到越來越廣泛的應(yīng)用，擴大加工范圍，提高生產(chǎn)率。近年來組裝回轉(zhuǎn)工作臺將大大的增長。預(yù)計在未來幾年，雖然一些行業(yè)產(chǎn)能過剩，宏觀調(diào)控的影響，繼續(xù)保持一個相對較低的行業(yè)的景氣度，裝備制造業(yè)的部分預(yù)計將保持較高的增長率，尤其是那些對國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵裝備工業(yè)的振興和發(fā)展。作為一個主要的機械設(shè)備制造，通用機床將在約15%，平均每年20%的速度穩(wěn)步增長。 索引表已廣泛應(yīng)用于組合機床，數(shù)控設(shè)備和加工中心，總的發(fā)展趨勢是它的體現(xiàn)： 1）延伸到規(guī)格的兩端，即小型和大型工作表的開發(fā)； 2）中的表現(xiàn)將開發(fā)鋼作為水輪機材料，大大提高的速度表和工作臺的承載能力； 3）繼續(xù)四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺的兩個軸和軸形成回轉(zhuǎn)工作臺。  第二章 四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 傳動方案的確定 2.1.1 步進電機的原理 步進電機能夠?qū)?shù)字輸入脈沖電磁增量旋轉(zhuǎn)或直線運動執(zhí)行器。對于每一個輸入軸，一步一步的角增量脈沖。通用汽車的旋轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比，相應(yīng)的速度取決于輸入脈沖頻率。 步進電機是一種機電一體化產(chǎn)品的關(guān)鍵部件，常用作定位控制和定速控制。步進電機的低慣性特征，定位精度高，沒有積累誤差，控制簡單。廣泛應(yīng)用于機電一體化產(chǎn)品，如：包裝機械，數(shù)控設(shè)備，計算機外圍設(shè)備，復(fù)印機，傳真機，等。 步進電機的選擇，首先要保證步進電機的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。在功率步進電機的選擇，應(yīng)先裝機械系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩計算，矩頻特性可以滿足機械負(fù)載和一些利潤來保證可靠的操作。在實際工作過程中，各種頻率的負(fù)載轉(zhuǎn)矩在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般來說mjmax電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩，負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 步進電機的選擇，應(yīng)使匹配的步進角和機械系統(tǒng)，使得脈沖可以等效機的要求。在機械傳動過程中為了使較小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變的線材，二是可以通過步進電機的細分驅(qū)動完成。但故障可以改變它的分辨率，不改變其精度。精度是電機的固有特性。 功率步進電機的選擇，應(yīng)轉(zhuǎn)動慣量和機械要求的機械負(fù)荷的估計負(fù)載起動頻率，使步進電機相位匹配和一些邊緣的慣性頻率特性，使其在高速連續(xù)頻率工作能滿足快速移動的機器需要。 2.1.2 傳動方案傳動時應(yīng)滿足的要求 回轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)是由原動機，傳動裝置和工作臺的傳動裝置，將原動機和工作單位之間的運動和動力，并可實現(xiàn)運動。在本文中，為電液壓脈沖電機原動機，對圓形槽臺工作臺，傳動裝置通過蝸輪和蝸桿傳動。 合理的傳動方案主要滿足以下要求： （1）機械功能要求：應(yīng)符合電力，表的速度和運動形式的要求。 （2）職位要求：例如，現(xiàn)場的工作環(huán)境，工作系統(tǒng)。 （3）性能要求：保證工作可靠，傳動效率高。 （4）結(jié)構(gòu)的加工要求；如結(jié)構(gòu)簡單，體積小，使用維護便利，技術(shù)經(jīng)濟合理的。 2.1.3 傳動方案及其分析 全自動回轉(zhuǎn)工作臺傳動方案為：伺服電機——蝸輪蝸桿傳動——工作臺 蝸桿傳動有以下特點： 1大傳動比在回轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)中超過1000。與其他傳動相比，傳動比是相同的，身體的大小，因此具有結(jié)構(gòu)緊湊。 2個穩(wěn)定的傳動蝸桿是一個連續(xù)的螺旋齒，蝸輪嚙合是連續(xù)的，因此，傳動平穩(wěn)，噪音低。 3時可自鎖蝸輪角小于當(dāng)量摩擦角，如果蝸桿傳動部件，機構(gòu)將自鎖。本蝸桿傳動用于吊裝裝置。 4低效率，制造成本高，使蝸桿傳動比較大，隨著滑動速度對摩擦和齒面，磨損大，所以效率約為0.7~0.8，具有自鎖蝸桿傳動的效率僅為0.4左右。為了提高減摩耐磨，蝸桿通常是昂貴的有色金屬制造。 從以上分析：蝸桿傳動可放置在高速傳輸系統(tǒng)，傳輸方案更合理。 同時，全自動回轉(zhuǎn)工作臺，結(jié)構(gòu)簡單，它有兩種類型：開環(huán)，閉環(huán)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)臺。 兩種型式各有特點： 開環(huán)旋轉(zhuǎn)表進行開環(huán)和開環(huán)的線性旋轉(zhuǎn)工作臺進給機構(gòu)，可以使用流體脈沖電動機，功率步進電機驅(qū)動。 閉環(huán)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤使閉環(huán)和開環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺是大致相同的，所不同的是：與測量元件的旋轉(zhuǎn)角的閉環(huán)轉(zhuǎn)臺（元guangzha）。測量結(jié)果的反饋和指導(dǎo)價值，為閉回路的工作原理，使表指數(shù)更高的定位精度。 2.2 電液脈沖馬達的選擇及運動參數(shù)的計算 對微進給許多加工。為了實現(xiàn)微量進給，步進電機，直流伺服電機交流伺服電機作為驅(qū)動元件。對于后者，必須利用先進的傳感器，形成一個封閉的系統(tǒng)，以實現(xiàn)微進給。在閉環(huán)系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用于電液脈沖電機作為執(zhí)行單元。這是因為電液脈沖電機具有以下優(yōu)點： ●直接采用數(shù)字量進行控制; ●轉(zhuǎn)動慣量小，啟動、停止方便； ●成本低； ●無誤差積累； ●定位準(zhǔn)確； ●低頻率特性比較好； ●調(diào)速范圍較寬； 利用電液壓脈沖電機作為驅(qū)動單元，其機制比較簡單，主要是齒輪傳動，蝸輪蝸桿，克服爬行空間的缺點等。通常步進電機的每一個脈沖轉(zhuǎn)了一個脈沖當(dāng)量；但是脈沖當(dāng)量一般較大，如0.01mm，數(shù)控系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛應(yīng)用于電液脈沖電機細分驅(qū)動技術(shù)。 1）電液脈沖馬達電機的選擇 根據(jù)一般用途的全封閉自扇冷式三相鼠籠型感應(yīng)電動機Y系列工作要求和條件。 2）選擇電液脈沖馬達的額定功率 電機額定功率應(yīng)等于或稍大于電源工作的要求。額定功率小于工作的要求，不能保證工作機器正常工作，或電機過載，長的加熱和額定功率的過早失效；率太大，電機價格高，其效率和功率因數(shù)低，廢物。所需功率為： Pw=FwVw/1000ηw KW Pw=Tnw/9950ηw KW 式中T=150N.M, nw=36r/min,電機工作效率ηw=0.97，代入上式得 Pw=150×36/（9950×0.97）=0.56 KW 電機所需的輸出功率為：P0= Pw/η 式中：η為電機至工作臺主動軸之間的總效率。 由表2.4查得：對ηW = 0.97齒輪傳動效率；對ηW = 0.99滾動軸承的效率；對ηW = 0.8蝸桿傳動效率。因 此 η=η1η23η3=0.97×0.993×0.8=0.75 P0= Pw/η=0.56/0.75=0.747 KW 一般電機的額定功率 Pm=(1-1.3)P0=(1-1.3)0.747=0.747-0.97 KW 則由表2.1取電機額定功率為：Pm=0.75 KW。 確定電機轉(zhuǎn)速，按各種機構(gòu)傳動范圍為，?。何仐U傳動比：15-32， 則總的傳動范圍為：i=15-32，電機轉(zhuǎn)速的范圍為 N= i×nw=(15-32)×36=540-1152r/min 為了減少電機的重量和價格，從表2.1中選擇的同步轉(zhuǎn)速常用的Y系列電機960r／min，型y801-2，全速納米= 960r /分鐘。 2.3 蝸輪及蝸桿的選用與校核 1.最大工作載荷的計算 轉(zhuǎn)臺最大承重為50Kg，由參考文獻【3】中P389，取顛覆力影響系數(shù)K=1.1，摩擦系數(shù)查參考文獻【1】中P194可知u=0.0025—0.005,現(xiàn)取u=0.005，求得最大工作載荷： =1.1×1352+0.005×(307+468+500) =1491N 2.最大計算動載荷的確定 預(yù)計蝸輪蝸桿的工作5年,每年算360天，每天工作8小時，由此得使用壽命為： T=5×360×8=14400h，根據(jù)參考文獻【1】中P110，公式5—4得：= 其中 T——使用壽命 14400 h N——循環(huán)次數(shù) 求得：≈69（） 查參考文獻【1】中P110，表5-1、5-2得，受中等沖擊載荷取值范圍，現(xiàn)取，滾道硬度為60HRC時，硬度影響系數(shù)取值，由參考文獻【1】中P109，式5-3 代入數(shù)據(jù)得：≈7971N 2.3.1 選擇蝸桿傳動類型 根據(jù)GB／t10085 1988建議，漸開線蝸桿。 材料的選擇 考慮到蝸桿傳動的效率是不大，速度中等，所以用45鋼蝸輪；耐磨性達到更高的效率和更好的，蝸桿螺旋齒面淬火硬度的要求，45-55hrc。45鋼蝸輪，金屬鑄造。為了節(jié)約貴重有色金屬，只有青銅齒圈和輪芯，用灰鑄鐵HT100制造。 2.3.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強度設(shè)計中，彎曲核齒根疲勞強度。傳動中心距： （1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2 按Z1=2，估取效率η=0.8，則 T2=T*η*i=153.4N.M (3-3) （2）確定載荷系數(shù)K 因為工作負(fù)荷是穩(wěn)定的，所以帶的載荷分布不均勻系數(shù)Kβ= 1；利用系數(shù)Ka表選擇Ka = 1.15；由于速度不高，影響不大，動載系數(shù)Kv = 1.1是可取 K=KA*Kβ*KV=1*1.15*1.1=1.265≈1.27 (3-4) （3）確定彈性影響系數(shù)ZE 選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配。 （4）確定接觸系數(shù)Zρ 假設(shè)d1 / = 0.30遠離D1和蝸桿傳動中心距圓直徑之比，它可以檢測Zρ= 3.1 （5）確定許用應(yīng)力[σH] 根據(jù)鑄造錫磷青銅ZCuSn10P1蝸輪材料，金屬型鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度，45，可以檢查蝸輪的基本許用應(yīng)力的268mpa H ]。 因為電動刀架中蝸輪蝸桿的傳動為間隙性的，初步定位，其壽命系數(shù)KHN = 0.92，然后 [σH]= KHN[σH]‘=0.92×268=246.56≈247MPA (3-5) （6）計算中心距 一個為50mm的中心距，M = 1.25mm，蝸桿回轉(zhuǎn)工作臺圓直徑D1 = 22.4mm，然后=0.448，它可以檢查接觸系數(shù)= 2.72，因為“Zρ，因此上述結(jié)2.3.3 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 1 蝸桿 直徑系數(shù)q=17.92；回轉(zhuǎn)工作臺圓直徑d1=22.4mm，蝸桿頭數(shù)Z1=1；回轉(zhuǎn)工作臺圓導(dǎo)程角γ=3°11′38″ 蝸桿軸向齒距：PA==3.94mm；(3-7) 蝸桿齒頂圓直徑：(3-8) 蝸桿軸向齒厚：=1.97mm(3-10) 2 蝸輪 蝸輪齒數(shù)：Z2 =62，變位系數(shù)Χ=0 驗算傳動比：i=/=62/1=62(3-11) 這是傳動比誤差為：（60-62）/60=2/60=0.033=3.3%(3-12) 蝸輪回轉(zhuǎn)工作臺圓直徑：d2=mz2=(3-13) 蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2=93.5 (3-14) 蝸輪喉母圓直徑rg2=a-1/2 da2 =50-1/293.5=3.25 (3-17) 3 校核齒根彎曲疲勞強度 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù)Χ2=0，ZV2=62，可查得齒形系數(shù)=2.31，螺旋角系數(shù) Yβ=1-γ/140°=0.9773；(3-20) 許用彎曲應(yīng)力[δF]= KFN [δF]=56×0.72=40.32MPa(3-21) ==2.31×0.9773=4.29MPa(3-22) 所以彎曲強度是滿足要求的。 驅(qū)動蝸桿的輸入選擇：選擇電機型號為伺服電機50/3000，最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，旋轉(zhuǎn)慣量為0.0145， 臨界轉(zhuǎn)速 v===4.3m/s 式中d為輸入軸的直徑，n為電機主軸的最高轉(zhuǎn)速 中心距的計算： 蝸輪轉(zhuǎn)矩 = = = =5901240.8 使用系數(shù) 按題意查參考文獻可知，=1.1 轉(zhuǎn)速系數(shù) ===0.86 式中 --蝸輪的轉(zhuǎn)速，r/min； 彈性系數(shù) ，查《機械設(shè)計》表13.2，=147 壽命系數(shù) = = =1.13<1.6 式中--蝸輪的預(yù)期壽命 接觸系數(shù) 由參考文獻查出，=3.6 接觸疲勞極限 查表13.2，=265MPa， 接觸疲勞極限的最小安全系數(shù) 由設(shè)計要求可知，=1.3 中心距 a= = =358mm 傳動基本尺寸的計算： 蝸桿頭數(shù) 由參考文獻查得導(dǎo)程角= ，=1 蝸輪齒數(shù) =i=801=80 模數(shù) m=(1.4～1.7)a/=(1.4～1.7)，取m=8 式中 a—蝸輪蝸桿傳動中的中心距，mm；--蝸輪的齒數(shù)。 蝸桿回轉(zhuǎn)工作臺圓的直徑 查《現(xiàn)代機械傳動手冊》可知，=80mm，=96mm，=60.8mm 蝸輪回轉(zhuǎn)工作臺圓直徑 =m=600mm 蝸桿的導(dǎo)程角 tan===0.1，因此= 蝸輪的寬度 ===61.1mm 蝸桿圓周速度 ===6.07m/s 式中 --蝸桿的回轉(zhuǎn)工作臺圓直徑，mm；--蝸桿軸的轉(zhuǎn)速，r/min； 相對滑動速度 ===6.1m/s 式中 --蝸桿圓周速度，m/s； --蝸輪蝸桿傳動中的蝸桿的導(dǎo)程角； 當(dāng)量摩擦系數(shù) 由《機械設(shè)計》中的表13.6查得=0.021，= 齒面接觸疲勞強度的驗算： 許用接觸應(yīng)力 = ==198.09MPa 由上面的計算可知=1.13； 最大接觸應(yīng)力 ===168MPa<198.09MPa 由《機械設(shè)計》圖13.12查出，=3.6；--使用系數(shù)；--蝸輪轉(zhuǎn)矩，；a—中心距 由上面的數(shù)據(jù)可看出齒面接觸疲勞強度驗算合格。 輪齒彎曲疲勞極限驗算： 齒根彎曲疲勞強度 《機械設(shè)計》中的表13.2查出，=115MPa。 彎曲疲勞最小安全系數(shù) 按照要求自取=1.4。 許用彎曲疲勞應(yīng)力 = = =82MPa 式中 --齒根彎曲疲勞強度，MPa；--彎曲疲勞最小安全系數(shù)，MPa； 輪齒的最大彎曲應(yīng)力 = = =40.9MPa<82MPa 蝸桿撓度驗算： 軸慣性矩 I===2.01 式中 --蝸桿軸的回轉(zhuǎn)工作臺圓直徑 允許蝸桿撓度 =0.004m=0.0048=0.032mm 蝸桿軸撓度 ===0.002mm< 因此蝸桿軸的撓度校核合格。 溫度計算： 傳動嚙合效率 ===0.825 式中 --當(dāng)量的摩擦角；--導(dǎo)程角； 攪油效率 按照設(shè)計要求自定 =0.99 軸承效率 按照設(shè)計要求自定 =0.99 總效率 ==0.8250.990.99=0.81 散熱面積估算 A===7.02 箱體工作溫度 === 此處取=15，通風(fēng)環(huán)境中等； 因此，溫度計算合格。 潤滑油粘度和潤滑方法： 潤滑油粘度 根據(jù)相對滑動速度 ===6.1m/s可知，由《機械設(shè)計》中的表13.7，選取=220。 2.4 軸的校核與計算 2.4.1 畫出受力簡圖 圖 2-1受力簡圖 計算出：R1=46.6N R2=26.2N 2.4.2 畫出扭矩圖 圖2-2 扭矩圖 T=η.i.T=0.36×60×0.98=21.2 N.M 2.4.3 畫出彎矩圖 M=72.8×180×10-3=13.1N. 圖2-3 彎矩圖 2.4.4 彎矩組合圖 由此可知軸的最大危險截面所在。 組合彎矩 2.5 鍵的選取與校核 （1）鍵連接的類型和尺寸 由于其軸主要作用是傳遞扭矩，平鍵連接的應(yīng)用。在平鍵。數(shù)據(jù)可以在截面尺寸是：寬度b＝5mm，高度H = 5mm，耦合的系列參考鍵的寬度和長度，粘結(jié)長度L= 10mm。 （2）鍵連接的強度 鍵、軸和連軸器的材料都是鋼，因而可查得許用擠壓力[δp]= 50～60MPa，取其平均值[δp]=135MPa。 鍵的工作長度l=L-b=10-5=5mm，鍵與連軸器的鍵槽的接觸高度k=0.5h=2.5mm，從而可得：δp=2000T/(kld)=127≤[δp] 可見滿足要求。 此鍵的標(biāo)記為：鍵B5×10 GB/T 1096—1979。 2.6 軸承的選擇計算 滾動軸承是一種廣泛使用的現(xiàn)代機械零件。這是接觸滾動支持旋轉(zhuǎn)部分依靠的主要成分?；瑒虞S承比較，滾動軸承的摩擦阻力小，動力消耗少，易于啟動等優(yōu)點。最常用的滾動軸承已標(biāo)準(zhǔn)化，因此，滾動軸承的使用，只要根據(jù)軸承類型和尺寸的正確選擇特定的工作條件。承載能力驗算軸承。和軸承的安裝，調(diào)整，潤滑，密封和其他相關(guān)的“軸承裝置設(shè)計”。 2.6.1 軸承的選擇 根據(jù)軸系零件的軸向位置的不同方法，軸支撐結(jié)構(gòu)可分為三種基本類型：軸承兩端固定，一端固定，浮動支撐在兩端和浮動支撐。本設(shè)計采用軸承兩端固定。使用固定支架，應(yīng)適當(dāng)?shù)妮S向間隙，熱膨脹補償軸，也應(yīng)該提供適當(dāng)?shù)拈g隙調(diào)整方法。我使用的是角接觸軸承，所以我們可以用調(diào)整墊片或螺釘調(diào)整軸承的間隙，以保證軸承的正常運轉(zhuǎn)。 首先，約3000~ 4000N一般軸承載荷的軸向力分析，屬于中等負(fù)荷，所以球軸承的使用；然后讀取速度，球軸承和滾子軸承相比，具有更高的極限速度，在主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，所以球軸承優(yōu)先選擇。最后，軸承承受徑向負(fù)荷的同時，有大的軸向載荷，因此選擇的深溝球軸承，角接觸軸承。 因此，在主軸的兩端使用角接觸球軸承、深溝球軸承。成對安裝角接觸球軸承（GB / t292-1994）能承受徑向載荷和軸向載荷。它可以在更高的速度工作，接觸角越大，軸向承載能力越高。高精度和高速軸承通常取15度接觸角。 深溝球軸承是最具代表性的，廣泛的用途。適用于高速和高速運行，而且非常耐用，無需經(jīng)常維護。深溝球軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速很高，特別是在高速運行條件下的大的軸向載荷，深溝球軸承，推力球軸承是更多的優(yōu)勢。 2.6.2 軸承材料的選擇 目前，支持滾動軸承主要由軸承鋼球和陶瓷球混合軸承。我使用的混合陶瓷球軸承。與鋼軸承的混合陶瓷球軸承與傳統(tǒng)相比，低密度，高彈性模量，熱膨脹系數(shù)低，耐高溫等優(yōu)良的物理和力學(xué)性能。 （1）的混合陶瓷球軸承材料，氮化硅，密度僅為鋼的40%。在高速運轉(zhuǎn)時，它可以顯著減少滾動體離心力，從而減少應(yīng)力，球滾圈之間的接觸，延長軸承使用壽命。 （2）高彈性模量，高硬度。與鋼球軸承相比，一個給定的荷載應(yīng)力變形小的塑料材料在接觸區(qū)域中的陶瓷球，提高了軸承的剛度，從而提高主軸系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速。 （3）膨脹系數(shù)小。改變工作間隙和混合軸承間隙小，導(dǎo)致高速度和高的溫度，應(yīng)力幅值和接觸載荷較小的滾動接觸體接觸的渠道，以確保軸承運行平穩(wěn)，熱還原。 2.6.3 軸承類型的選擇 在機械設(shè)計中，滾動軸承選擇的一般過程如下圖所示 圖2-6 軸承類型選擇過程示意圖 2.滾動軸承類型選擇應(yīng)注意的問題: （1）考慮軸承的承受載荷情況 方向：受徑向力，軸向力，向心軸承；推力軸承；徑向和周向的聯(lián)合行動，向心推力軸承； 尺寸：負(fù)荷較大，可用滾子軸承或尺寸系列，較大的軸承；由一個較小的負(fù)載，可用的球軸承，軸承或更小的尺寸系列 （2）考慮對軸承尺寸的限制 當(dāng)對軸承的徑向尺寸嚴(yán)格限制時，可選用滾針軸承； （3）考慮軸承的轉(zhuǎn)速 一般來說，球軸承，滾子軸承可容納更高的比輕系列軸承的轉(zhuǎn)速，軸承的比例系列能適應(yīng)高速；此外，推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，不易用于高轉(zhuǎn)速條件下。 （4）考慮對軸承的調(diào)心性要求 調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承能滿足一定的調(diào)整要求（即：軸心線與軸承座孔心線可適當(dāng)偏轉(zhuǎn)），和圓柱滾子軸承，圓錐滾子軸承，滾針軸承，調(diào)心滿足幾乎為零的要求的能力。 2.6.4 軸承的校核計算 1 滾動軸承壽命計算 滾動軸承在運行時可能出現(xiàn)的各種類型的失效形式，但套圈和滾動疲勞點蝕的表面是一個最基本的和常用的滾動軸承的失效形式，通常是計算為滾動軸承壽命的基礎(chǔ)。軸承的腐蝕破壞，在運行中經(jīng)常出現(xiàn)的振動，噪聲和強熱現(xiàn)象。 滾動軸承的壽命軸承或環(huán)首先出現(xiàn)在點蝕，軸承轉(zhuǎn)速或相應(yīng)的運行時間。滾動軸承的承載力計算主要是指對軸承壽命計算。 圖2-7 滾動軸承的壽命曲線 與一般結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，對滾動軸承的疲勞壽命也比較大的離散。工程的定義有軸承壽命90%可靠性為基本額定壽命軸承。 在工程實踐中，通常在基本額定動載荷測量軸承承載能力?；绢~定所謂軸承的動態(tài)負(fù)荷是指：基本額定壽命軸承準(zhǔn)確1000000轉(zhuǎn)速，負(fù)荷軸承可以承受的值，用字母C的基本額定動載荷的軸承為代表的是根據(jù)試驗研究和理論分析的結(jié)果，其值可在滾動軸承手冊發(fā)現(xiàn)。 滾動軸承的基本額定壽命（L10）和基本額定動負(fù)荷軸承，軸承外部載荷（當(dāng)量動載荷P）等，可根據(jù)額定壽命的計算公式。 對滾動軸承的壽命計算的一個重要內(nèi)容是用動態(tài)載荷和軸向力法計算等效計算。 2 軸承靜載荷及極限轉(zhuǎn)速 靜載荷計算 靜載荷是指軸承套圈的相對速度為零，在對軸承負(fù)荷。為了限制滾動軸承的靜載荷過大的接觸應(yīng)力和變形下，靜載荷計算。根據(jù)額定靜載荷的軸承，為基本公式 C0≥C0r=S0P0 靜壓軸承，軸承擺動或較低的速度慢，安全系數(shù)可以參考《機械設(shè)計手冊》的選擇。安全系數(shù)s0旋轉(zhuǎn)軸承可參見表5。如果軸承轉(zhuǎn)速較低，運轉(zhuǎn)精度和摩擦力矩的要求不高，允許更大的接觸應(yīng)力，理想的S0＜1。球面滾子推力軸承，不論旋轉(zhuǎn)，應(yīng)采取SO≥4。軸承靜載荷安全系數(shù)s0（固定的或振蕩）S0的《安全系數(shù)和旋轉(zhuǎn)軸承機械設(shè)計手冊》。 極限轉(zhuǎn)速 滾動軸承轉(zhuǎn)速過高會使摩擦表面溫度高，效果之間的潤滑性能，油膜破壞，使?jié)L動體回火或元件的磨損。滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速不是指軸承在一定的工作條件下，能承受的最高溫度達到平衡熱時的速度值。軸承的工作速度應(yīng)小于極限速度。在脂潤滑和油潤滑條件下，確定了軋制速度的極限承載性能數(shù)值表。 用0的公差，潤滑冷卻正常，和剛性的軸承，底座和軸承P≤0.1C（C基本額定動載荷徑向軸承，軸承只受徑向負(fù)荷，推力軸承軸向載荷下的軸承只）。當(dāng)滾動軸承，P＞0.1，接觸應(yīng)力增大；軸承載荷，滾動體的負(fù)荷會增加，這會增加接觸面之間的摩擦，潤滑狀態(tài)。在這一點上，極限轉(zhuǎn)速值應(yīng)改性，實際的許可以計算·N0 = F1F2·N0 n型-實際允許的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分鐘的速度值；速度限制，N0軸承r/min；F1負(fù)荷系數(shù)（圖3-3）的F2荷載分配系數(shù)—。 2.6.5 軸承的組合設(shè)計 在確定的類型和型號的軸承，還必須對滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計是正確的，為保證軸承的正常工作。包括設(shè)計復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的軸承：軸承端結(jié)構(gòu)；隨著軸承及零部件；軸承的潤滑與密封；提高軸承系統(tǒng)的剛度。 1 支承端結(jié)構(gòu)形式 為了保證滾動軸承軸向力正常傳輸和不動，在軸基部定位固定，軸向固定結(jié)構(gòu)必須合理設(shè)計軸。有三種典型結(jié)構(gòu)。 1）.兩端單向固定 正常操作溫度短軸（長度＜400mm），支點通常使用深溝球軸承（或角接觸球軸承，圓錐滾子軸承在兩端）單向固定的模式，每個軸承的軸向力進行一個方向。允許軸工作的小的熱膨脹量，軸承的安裝應(yīng)使軸向間隙0.25mm-0.4mm（間隙小，結(jié)構(gòu)圖不畫），間隙調(diào)整螺釘調(diào)整或普通墊片. 2）.一端雙向固定、一端游動 3）.兩端游動 2 軸承的配合 隨著軸承與軸或外殼的目的是內(nèi)，外環(huán)牢固地固定到軸或軸承座上，這是不是有害的滑動。隨著滑動表面，它會發(fā)燒是不正常的磨損，以及粉末的磨損造成軸承早期損傷引起的振動問題，引起軸承不能充分發(fā)揮其功能。此外，與軸承的徑向游隙影響軸承，軸承的徑向游隙不僅操作精度有關(guān)，而其生活的影響。 滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)部件，因此與孔的直徑相關(guān)零件的基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)軸，沒有注釋。決定用最重大的問題，合作是軸承的負(fù)荷狀態(tài)，軸承。 一般來說，規(guī)模大，負(fù)荷大，振動，高速或高溫條件下應(yīng)緊密，并經(jīng)常刪除或游泳圈是用來與松散的結(jié)合。 3 軸承座的剛度與同軸度 軸和軸承座必須有足夠的剛度，以避免滾動體的受力不均勻變形過大。因此，軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度，并設(shè)有加強筋，以增加剛度。此外，懸臂軸承座應(yīng)盡可能的短。 兩個軸承孔必須保證同心度，從而避免了軸承內(nèi)外圈軸線傾斜太大。因此，軸承尺寸的兩端應(yīng)相同，那么無聊，你可以減少對同軸度誤差。當(dāng)軸承不同直徑大小相同的軸，用一杯結(jié)構(gòu)安裝軸承尺寸小，使軸承孔可以是一個無聊的。 4 軸承的潤滑 滾動軸承的潤滑是為了減少摩擦和磨損，也有吸振，冷卻，防銹和密封等。軸承的性能改進具有合理的潤滑，延長軸承使用壽命的重要意義。高速電主軸軸承潤滑的潤滑基本上都是，我們在這就不詳細介紹了。  第三章 四工位全自動回轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)的總體設(shè)計 3.1 回轉(zhuǎn)工作臺原理圖 回轉(zhuǎn)工作臺根據(jù)其特點，大致包括以下主要部件： 完成最終功能的機械執(zhí)行部件（即產(chǎn)品的機械裝置）； 操作面板的操作者操縱的工作產(chǎn)品和產(chǎn)品狀態(tài)的理解； 處理操作指令的控制系統(tǒng)； 驅(qū)動電路和相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序來控制從控制系統(tǒng)的信號。 如圖3-1 圖3.1回轉(zhuǎn)工作臺原理圖 3.2 機械部分的設(shè)計 機械部分的總體設(shè)計原理圖如圖3-2： 圖3-2 機械部分設(shè)計原理圖 3.2.1 蝸桿蝸輪的配合 蝸桿與常用的運動和動力傳遞兩交錯軸之間的蝸輪，它主要有以下特點：1可得到較大的傳動比（我7 ~ 80），比交錯機制斜齒輪嚙合面接觸2緊湊；兩線，其承載能力比交叉螺旋齒輪機構(gòu)更高；3蝸桿傳動相當(dāng)于螺旋傳動，傳動平穩(wěn)，噪音??；4自鎖性能。當(dāng)蝸輪嚙合角小于等效角，機構(gòu)自鎖，可以實現(xiàn)自鎖，只有通過蝸輪蝸桿傳動，而不是與蝸輪蝸桿傳動，如重型機械自鎖蝸輪使用反向自鎖，能起到安全保護的作用；5傳輸?shù)托?，?yán)重磨損；6蝸桿的軸向力；7個常用的間歇工作的場合。蝸桿傳動的這些特點是與課程設(shè)計規(guī)定。此外，基本的參數(shù)也必須清楚蝸桿傳動包括模數(shù)m，壓力角，蝸桿直徑系數(shù)，導(dǎo)角，蝸桿頭數(shù)，蝸輪，齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。其中，模數(shù)和壓力角是指蝸桿軸面的模數(shù)、壓力角，即齒輪的模數(shù)和壓力角，與標(biāo)準(zhǔn)值；蝸輪蝸桿回轉(zhuǎn)工作臺圓直徑的直徑比系數(shù)q和模量。 蝸輪蝸桿的速度比i=蝸桿的轉(zhuǎn)速/蝸輪的轉(zhuǎn)速，速度是步進電機的速度，速度是蝸輪回轉(zhuǎn)工作臺表速度。索引表的最大速度；要求換工位的時間為20秒，步進電機的最高轉(zhuǎn)速為960轉(zhuǎn)/分鐘，可計算出蝸桿傳動比為960 / 20 = 48。 3.2.2 角接觸球軸承的選擇 因為這個機制主要承受軸向負(fù)荷，徑向負(fù)荷和部分，在這部分中，角接觸球軸承的選擇是最合適的，因為角接觸球軸承可承受徑向載荷和軸向載荷。要知道，接觸角是角接觸球軸承的一個重要參數(shù)，它直接決定了角接觸球軸承的軸向承載能力，接觸角增大，軸向承載能力越大，但精度將略有減少。雙向推力角接觸球軸承只能承受一個方向的負(fù)荷，在承受徑向負(fù)荷時，將引起附加軸向力，軸承的軸向位移可以限制軸或外殼在一個方向，這不是我們想要的，若是成對雙聯(lián)安裝，使一對軸承外圈相對，即寬端寬端，窄端窄端面，可避免附加軸向力，而且在軸或外殼限制在軸向游隙范圍內(nèi)的兩個方向。最大負(fù)荷容量的設(shè)計要求是500kg，回轉(zhuǎn)工作臺精度為0.05，可接觸角接觸球軸承式7000ac 25度，角度的選擇，SKF軸承進口最好的選擇（因為軸承相對于其他軸承，更好的性能），軸向力增加了避免，這對組合安裝，持有人可以選擇性能優(yōu)良的材料，合成樹脂具有相對較長的。 3.3 光柵尺的選型設(shè)計 3.3.1 光柵尺簡介 光柵尺位移傳感器（簡稱光柵尺），是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應(yīng)速度快的特點。例如，在數(shù)控機床中常用于對刀具和工件的坐標(biāo)進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償?shù)毒叩倪\動誤差的作用。 3.3.2光柵尺工作原理 光柵尺是通過莫爾條紋原理，通過光電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字方式表示線性位移量的高精度位移傳感器.?GBC系列光柵尺是由讀數(shù)頭、主尺和接口組成。玻璃光柵上均勻地刻有透光和小透光的線條，柵線為50線對/mm，其光柵柵距為0.02mm，采用四細分后便可得到分辯率為5μm的計數(shù)脈沖。一般的情況下，線條數(shù)按所測精度刻制，為了判別出運動方向，線條被刻成相位上相差90°的兩路。當(dāng)讀數(shù)頭運動時，接口電路的光電接收器分別產(chǎn)生A相和B相兩路相位相差90°的脈沖波，輸出信號再經(jīng)過數(shù)顯系統(tǒng)細分處理,分辨率是光柵周期除以信號細分?jǐn)?shù),經(jīng)過電子信號細分處理分辨率可為5um或1um。 1莫爾條紋 以透射光柵為例，當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ，并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上形成明暗相間的條紋，這種條紋稱為“莫爾條紋”。?嚴(yán)格地說莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直，莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度，以W表示。莫爾條紋W=ω?/2*?sin（θ/2）=ω?/θ?。 2莫爾條紋具特征： (1)莫爾條紋的變化規(guī)律 兩片光柵相對移過一個柵距，莫爾條紋移過一個條紋距離。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規(guī)律近似正(余)弦函數(shù)，變化周期數(shù)與光柵相對位移的柵距數(shù)同步。 (2)放大作用 在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度ω和光柵柵距W、柵線角θ之間有下列關(guān)系，式中，θ的單位為rad，W的單位為mm。由于傾角很小，sinθ很小，則W=ω?/θ? 若ω?＝0．01mm，θ＝0.01rad，則上式可得W＝1，即光柵放大了100倍。 2.光柵尺分類 光柵尺按結(jié)構(gòu)分寬尺和窄尺兩種。窄尺最長可做1米，寬尺30米內(nèi)任選。?另外可分為敞開式和封閉式兩類。其中敞開式光柵尺為高精度型，輸出波型為正弦波，主要用于精密儀器的數(shù)字化改造最高分辨率可達0.1um。封閉式光柵尺則主要用于普通機床、儀器的數(shù)字化改造，輸出波型為方波。 直線光柵尺分為增量式和絕對式 （1）增量式光柵尺的測量原理是將光通過兩個相對運動的光柵調(diào)制成摩爾條紋，通過對摩爾條紋進行計數(shù)、細分后得到位移變化量，并通過在標(biāo)尺光柵上設(shè)定一個或是多個參考點來確定絕對位置; （2）絕對式光柵尺的測量原理是在標(biāo)尺光柵上刻劃一條帶有絕對位置編碼的碼道，讀數(shù)頭通過讀取當(dāng)前位置的編碼可以得到絕對位置。絕對式光柵尺的優(yōu)點是開電后直接得到當(dāng)前位置信息，無需“歸零”操作，簡化控制系統(tǒng)設(shè)計;絕對位置計算在讀數(shù)頭中完成，無需后續(xù)細分電路;采用雙向串行通信技術(shù)，通信可靠。因此，絕對式光柵尺在數(shù)控行業(yè)得到越來越廣泛的? 3.3.3 光柵尺主要應(yīng)用 （1） 各類測量機構(gòu)、儀器的位移測量：彈簧試驗機、三坐標(biāo)機、投影儀 （2） 各類機床的數(shù)顯系統(tǒng)：車床、銑床、磨床、鏜床、電火花、鉆床等 （3） 各類數(shù)控機床的配套使用：數(shù)控銑、加工中心、數(shù)控磨等 （4） 配接PLC,用于各類自動化機構(gòu)的位移測量 3.3.4 光柵尺的選型 設(shè)計參數(shù)： 分度數(shù)：-0.0001°×3600000 最小分辨率：0.001° 分度定位精度：小于0.05 重復(fù)分度定位精度：3” 轉(zhuǎn)動速度：0-11r/min 根據(jù)以上設(shè)計參數(shù)，選擇FAGOR光柵尺HP-D200/HOP-D200型。 各項參數(shù)均能滿足設(shè)計需求。 3.4 繪制回轉(zhuǎn)工作臺總體設(shè)計圖 回轉(zhuǎn)工作臺總體設(shè)計圖如圖3-3所示， 圖3-3 回轉(zhuǎn)工作臺總體設(shè)計圖 總 結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)已收尾?；仡櫿麄€設(shè)計過程，深覺受益匪淺。通過它，提高了我對所學(xué)知識的綜合運用能力，使我學(xué)到了書本上不能獲取的知識。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，鍛煉了自己查閱資料的能力，讓我熟悉有關(guān)技術(shù)政策，熟練的運用國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范手冊，圖冊等工具書，進行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件的獨立工作能力。還讓我感覺到團體的力量，遇到問題時，通過我們這小組及指導(dǎo)老師的討論，分析，總能得到較為滿意的結(jié)果。一臺機器不可能有一個人獨立完成，要大家全力合作，才能達到好的效果。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，給我?guī)砹撕艽蟮囊嫣?，使我建立了正確的設(shè)計思想，初步掌握了解決本專業(yè)工程技術(shù)問題的方法和手段。從而，使我受到了一次工程師的訓(xùn)