摘要
分度回转工作台是机械加工中常用的机床附件，用于镗床，铣床，钻床等需要多面转位加工的工件。传统分度回转工作台操作不便，而且分度只限于某些规定的角度,难以满足一些特殊分度工件的加工要求。本课题利用单片机控制技术、步进电动机控制技术对分度回转工作台进行了数控化改造，设计了一种自动分度回转工作台。它以单片机为控制核心，通过控制脉冲分配器向步进电机发送脉冲, 驱动步进电动机带动蜗轮蜗杆实现对工件的回转分度，相对于传统机械分度头，操作方便，分度精度高。
关键词自动分度回转工作台；齿轮传动；蜗杆传动；单片机控制
Abstract
Indexing rotary table is commonly used in machining machine tool accessories, for boring, milling, drilling, etc. need more processing of the workpiece surface translocation. Traditional indexing rotary table to maneuver, but only some of the provisions of sub-degree angle, it is difficult to meet some special requirements indexing workpieces. Control technology for the use of this topic, stepper motor control technology to sub-degree rotary table for the NC transformation, design of an automatic indexing rotary table. It MCU to control the core, by controlling the pulse distributor to send pulses to the stepper motor, stepper motor drives the worm gear drive to achieve sub-degree rotation of the workpiece, as opposed to traditional mechanical dividing head, easy operation, high precision indexing.
Keywords Auto-Indexing Rotary Table Gear Transmission Worm drive SCM control
目录
1 绪论 (1)
1.1历史背景 (1)
1.2发展前景 (1)
2 工作台方案设计 (2)
2.1工作台原理及总体框图 (2)
2.2 工作台传动系统方案 (2)
2.3工作台控制系统方案 (3)
3 工作台传动系统设计 (5)
3.1工作台箱体设计 (5)
3.2传动比及参数确定 (6)
3.2.1传动比设定 (6)
3.2.2步进电机最大回转速度及频率 (7)
3.2.3步进电机分度精度 (7)
3.3步进电机选择 (7)
3.3.1步进电机启动力矩计算 (8)
3.3.2 步进电机最大转速 (9)
3.2.3 步进电机最大频率 (9)
3.3.4 步进电机型号 (9)
3.4齿轮传动设计 (9)
3.4.1齿轮的材料及类型 (10)
3.4.2按齿面接触疲劳强度设计尺寸 (10)
3.4.3 确定齿轮的主要参数与主要尺寸 (11)
3.4.4校核齿根弯曲疲劳强度 (12)
3.5蜗杆传动设计 (13)
3.5.1 蜗杆传动类型 (13)
3.5.2 蜗轮蜗杆的材料 (14)
3.5.3按齿面接触疲劳强度设计 (14)
3.5.4 蜗轮蜗杆主要参数与几何尺寸 (15)
3.5.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (16)
3.5.6蜗杆传动温度计算 (17)
3.6轴的设计 (18)
3.6.1 蜗杆轴的设计 (18)
3.6.2 蜗杆轴的计算 (18)
3.7键的选择 (21)
3.7.1键联接类型 (21)
3.7.2 键连接的尺寸 (22)
3.7.3 键联接的强度验算 (22)
3.8轴承的选择 (23)
3.8.1轴承的类型 (23)
3.8.2 轴承的尺寸 (24)
3.8.3滚动轴承的密封装置 (24)
3.9联轴器的选择 (24)
3.9.1联轴器的类型 (25)
3.9.3 联轴器的尺寸 (25)
4 工作台控制系统设计 (27)
4.1控制系统元器件选择 (27)
4.1.1单片机选择 (27)
4.1.2 I/O接口芯片选择 (28)
4.1.3存储器选择 (29)
4.1.4译码器选择 (30)
4.1.5 地址锁存器选择 (31)
4.2 控制系统电路设计 (32)
4.2.1主控电路设计 (32)
4.2.2 I/O接口电路设计 (33)
4.2.3步进电机电路设计 (34)
结论 (35)
致谢 (36)
参考文献 (37)
附录 (38)
附录1 (38)
附录2 (48)
1 绪论
1.1 历史背景
中国数控分度回转工作台产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。
从什么角度分析中国数控分度回转工作台产业的发展状况？以什么方式评价中国数控分度回转工作台产业的发展程度？中国数控分度回转工作台产业的发展定位和前景是什么？中国数控分度回转工作台产业发展与当前经济热点问题关联度如何……诸如此类，都是数控分度回转工作台产业发展必须面对和解决的问题——中国数控分度回转工作台产业发展已到了岔口；中国数控分度回转工作台产业生产企业急需选择发展方向。
中国数控分度回转工作台产业发展研究报告阐述了世界数控分度回转工作台产业的发展历程，分析了中国数控分度回转工作台产业发展现状与差距，开创性地提出了“新型数控分度回转工作台产业”及替代品产业概念，在此基础上，从四个维度即“以人为本”、“科技创新”、“环境友好”和“面向未来”准确地界定了“新型数控分度回转工作台产业”及替代产品的内涵。根据“新型数控分度回转工作台产业”及替代品的评价体系和量化指标体系，从全新的角度对中国数控分度回转工作台产业发展进行了推演和精准预测，在此基础上，对中国的行政区划和四大都市圈的数控分度回转工作台产业发展进行了全面的研究。
1.2 发展前景
60 年代以来，跨国公司推动的产业全球化发展使得国际分工和国际贸易格局发生了改变，加工贸易成为全球化产业发展的本质要求。在全球化背景下，对于发展中国家而言，产业升级成为在全球化产业链条中由劳动密集环节向资本和技术密集环节逐步提升的过程。由跨国公司推动的加工贸易的发展，为发展中国家切入全球高新技术产业链条，实现产业升级提供了便捷路径。其中分度回转工作台的运用得到了广泛推广，各种新型工作台不断被引进，同时我国也自主研制和开发了一批适用、高效性的分度回转工作台。本次设计的意义是设计出一套结构简单、实用性强、精度系数比较高的自动分度回转工作台，并能满足生产和加工的需要。
分度回转工作台作为数控机床中的一个非常大的部分，研究其设计、制造过程是非常有实际的工程应用价值。数控工作台的应用非常多，而数控工作台像自动分度回转工作台的研究必然有着其实际的意义。
2 工作台方案设计
2.1 工作台原理及总体框图
工作台工作原理是采用单片机控制步进电机带动工作台回转，通过键盘和显示屏幕发送指令给单片机，控制脉冲分配器向步进电机发送脉冲，步进电机直接带小齿轮，大齿轮在蜗轮轴上，经过蜗轮轮杆运动传动后，将工作台分度到设定好的角度。
自动回转分度主要由两部分组成，工作台传动系统部分和控制系统部分。传动系统部分主要由步进电机、齿轮副传动和蜗杆传动组成；工作台控制系统部分主要由单片机、键盘显示屏、I/O接口芯片和驱动器组成。工作台总体框图见图2-1。
图2-1 工作台总体框
2.2 工作台传动系统方案
分度回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。它可以与其他伺服进给轴联动。整个传动系统由，步进电机、轴、齿轮副、蜗轮蜗杆和工作台组成。
图2-2为自动分度回转工作台。它的回转、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。工作台的运动是由伺服电动机，经齿轮减速后由蜗轮蜗杆带动工作台回转分度。
图2-2自动分度回转工作台
1）工作台箱体；2）回转工作台；3）步进电机；4）齿轮传动；5）调整套；6）圆锥滚子轴承；7）深沟球轴承；8）蜗轮轴；9）蜗杆传动。
工作台回转分度工作时候，由控制系统发送指令给步进电机，步进电机带动齿轮副转动，由大齿轮带动蜗轮轴回转，并由蜗轮带动工作台回转分度；工作台停止时，通过蜗轮蜗杆的自锁和步进电机的自锁保证工作台的自锁。
2.3 工作台控制系统方案
工作台控制系统电路由单片机主控电路、I/O扩展电路、步进电机接口电路和键盘显示电路组成。工作台控制系统元件主要单片机，外部RAM，ROM，I/O接口，光电隔离，功率放大，键盘，显示屏和驱动器等组成。由键盘输入参数，通过I/O接口芯片到进行单片机处理，然后一面通过I/O芯片输出到显示屏，另一面输出通过光电隔离与功率放大到驱动器，再由驱动器驱动步进电机。控制系统硬件结构如图2-3。
图 2-3 控制系统硬件结构
3 工作台传动系统设计
3.1 工作台箱体设计
自动分度回转工作台箱体起着支承并包容各种传动零件，如齿轮、轴、轴承等，使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂，实现各种运动零件的润滑。安全保护和密封作用，使箱体内的零件不受外界环境的影响，又保护机器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔热和隔音作用。使机器各部分分别由独立的箱体组成，各成单元，便于加工、装配、调整和修理。改善机器造型，协调机器各部分比例，使整机造型美观。
自动分度回转工作台主要用于镗床，铣床，钻床等需要多面转位加工的工件，是机械加工中常用的机床附件，因此尺寸不易过大，要能配合机床的使用。考虑箱体内零件的布置及与机床上的工件关系，设计尺寸图3-1所示：
自动分度回转工作台尺寸：长3宽3高550mm3500mm3160mm
工作台右端盖部分尺寸：长3宽3高240mm350mm3160mm
图3-1 工作台尺寸
自动分度回转工作台的箱体蜗轮设计，考虑到蜗杆传动的装卸，设计成上端放置蜗轮，
在蜗轮上面放置回转工作台，而蜗轮由蜗轮上的轴与箱体用轴承固定。蜗轮箱体布置如3-2图所示。
图3-2 自动分度回转工作台箱体图1
自动分度回转工作台的蜗杆及轴的设计，考虑蜗杆轴的拆卸不便，将箱体后方和右边放置蜗杆轴与蜗轮配对。蜗杆箱体布置如图3-3所示。
图3-3 自动分度回转工作台箱体图2
3.2 传动比及参数确定
3.2.1 传动比设定
系统要实现的参数：工作台回转速度最大为20度/秒，工作台分度精度为0.25度。
引言 对数控回转工作台的设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。而工科类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术经用性岗位的基本训练，通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。 使学生进一步巩固和加深对所学的知识，使之系统化、综合化。 培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的能力，提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，从而扩大、深化所学的专业知识和技能。 培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。 使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段，树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。 本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。 目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是： 1．在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2．在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力； 3．在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。
内容摘要 本课题中三工位旋转工作台是钻孔加工中在工作台三个不同工位分别同时完成上料、钻孔、卸料等工艺过程的工艺技术，这大大提高了机械加工的效率、提高了生产率。但是新的问题接踵而至：三个工位同时动作就要要求操作工人完成上料、装夹工件、钻孔、卸工件。这样高强度的工作工人是否能承受的了，怎样降低工人的劳动强度呢？提高自动化程度就成了我们面临的首要课题。 随着科技的发展，继电器控制已经逐步被可编程控制器(PLC)控制所代替。PLC是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业生产中得到广泛的使用,被誉为当代工业自动化主要支柱之一。 在PLC的支持下，怎样实现操作流程的自动化这个问题迎刃而解。于是在机加工过程中我们可以选择各种控制机制去简化工人操作以及降低工人劳动强度、提高效率等。 关键词：三工位旋转工作台；可编程控制器；提高效率；自动化
目录 第1章引言 (1) 第2章设计方案 (2) 2.1总体方案说明 (2) 2.1.1控制要求 (2) 2.1.2制定控制方案 (2) 2.2 控制方式选择 (2) 第3章P L C控制系统设计 (3) 3.1 动作特性 (3) 3.2 液压控制部分设计 (4) 3.3 控制流程图 (4) 3.4I/O地址分配表 (6) 3.5I/O接线图 (6) 3.6梯形图 (7) 3.7语句表 (12) 结论 (16) 设计总结 (17) 谢辞 (19) 参考文献 (20)
第1章引言 随着科学技术的不断发展，机械加工的方法和手段也逐渐变得丰富起来，各种先进技术被人们引入机械行业中来形成各种新兴学科，机电一体化就是其中一门。机电一体化是以电子技术特别是微电子技术为主导、多种新兴技术和机械技术交叉、融合而成的综合性高技术，是机械和电子的有机结合产物。其目的是不断提高劳动生产率，减轻人们的体力劳动，逐步代替部分脑力劳动。机械一体化的机械加工比传统机械加工有很大的优越性。在本课题中，机电一体化的好处显得尤为突出。 三工位工作台旋转机床设备在机加工等自动化机床设备中得到广泛引用，通过控制工作台旋转，可以实现在加工过程中同时完成上料和卸料工作，并能实现流水作业，大大提高了工作效率,降低工人劳动强度。若在上料和卸料工位设计合适的机械手，则可实现无人上料和卸料工作。 ＰＬＣ的处理器速度和功能在不断增加，已发展成具有逻辑控制功能过程控制功能运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制器，加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易用、维护工作量小等优势，使PLC在工业生产过程自动化中获得广泛使用。 目前ＰＬＣ已经在工业生产过程中得到广泛使用，它具有结构简单易于编程、性能优越、可靠性能高、维修方便和使用方便的一系列优点。根据课程设计要求，以西门子S7-200系列PLC来实现控制钻床三工位工作台旋转控制设计。 钻床加工三工位工作台是由送料、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位，循环运行。来实现工件的快速送料、钻孔、卸载的流水作业系统。 第2章设计方案 2.1总体方案说明 从我们入大学开始接触机械设计开始起，老师就教导我们任何设计都要先从整体上对要做的设计内容要构想一下。只有对整体设计做出全局的把握，设计才会有所针对。拿到课程设计题目后，我并没有直接进入主题开始着手设计，而是逐步先将设计要求研究了一遍，认真对设计思路做了一个规划然后才开始了设计。 2.1.1 控制要求 （1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 （2）手动调整采用按钮点动的控制方式。包括上料进、退操作、工件夹紧、放松操作，钻头下降、上升操作，卸料进、退操作，工作台旋转操作。 （3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮
摘要 分度回转工作台是机械加工中常用的机床附件，用于镗床，铣床，钻床等需要多面转位加工的工件。传统分度回转工作台操作不便，而且分度只限于某些规定的角度,难以满足一些特殊分度工件的加工要求。本课题利用单片机控制技术、步进电动机控制技术对分度回转工作台进行了数控化改造，设计了一种自动分度回转工作台。它以单片机为控制核心，通过控制脉冲分配器向步进电机发送脉冲, 驱动步进电动机带动蜗轮蜗杆实现对工件的回转分度，相对于传统机械分度头，操作方便，分度精度高。 关键词自动分度回转工作台；齿轮传动；蜗杆传动；单片机控制
Abstract Indexing rotary table is commonly used in machining machine tool accessories, for boring, milling, drilling, etc. need more processing of the workpiece surface translocation. Traditional indexing rotary table to maneuver, but only some of the provisions of sub-degree angle, it is difficult to meet some special requirements indexing workpieces. Control technology for the use of this topic, stepper motor control technology to sub-degree rotary table for the NC transformation, design of an automatic indexing rotary table. It MCU to control the core, by controlling the pulse distributor to send pulses to the stepper motor, stepper motor drives the worm gear drive to achieve sub-degree rotation of the workpiece, as opposed to traditional mechanical dividing head, easy operation, high precision indexing. Keywords Auto-Indexing Rotary Table Gear Transmission Worm drive SCM control
北京科技大学科技成果——等分分度装置及对称加 工工作台 成果简介 1、等分分度装置 在工厂中工作台最常用的分度角度为180°、90°、45°、30°等，用以保证零件孔加工的同轴度（如掉头镗孔）、垂直度，平面间的平行度、垂直度以及键槽加工的对称度，孔面间的角度公差等。 具有高定位精度的机床如坐标镗床、加工中心等的分度工作台，在这些等分角度，特别是在2×180°、4×90°位置，定位精度一般都比其他位置的定位精度要高，且直径稍大（如1m）。在2×180°、4×90°位置定位精度达到秒级（5″左右）的工作转台，价格十分昂贵。 本技术从原理上区别于传统的分度方法，利用多个小范围高精度传感器进行分度定位，其定位精度仅取决于小范围高精度传感器的精度，即本技术是将小范围测量的高精度，沿展至整个大范围测量，从而使分度系统的绝对测量精度得以极大地提高。 技术特点 （1）可在现有的分度转台上方便的进行改造，并可进行分度精度的系列升级。 （2）无零漂问题，因为传感器所在的任何位置均可作为起始零点，对传感器而言没有回零问题。 （3）温度等因素的影响微乎其微。 （4）不需像其它分度转台那样进行定期调整。
2、对称加工工作台 在工厂中孔﹑平面及键槽加工的对称度等位置精度，有时要求很高，往往要在具有高位置精度的机床如坐标镗床，加工中心及专用机床上进行加工，成本一般较高，若能在现有的加工条件下对工作台进行适当的改造，来达到以往要靠在具有高位置精度的机床上才能达到的精度要求，就会有可观的效益。 基于等分分度新技术及特殊的对称处理新技术而发明的对称加工工作台恰好可以满足这种需求。 应用范围 可广泛应用于机械、航空、航天、航海、军工等领域，如坐标测量机、加工中心、机床、高精度分度转台、天文望远镜、航空航天中的惯性导航装置、长度角度测量仪、医疗器械等。 经济效益及市场分析 本分度装置的成本较低，硬件成本主要取决于所选用的传感器的价格（由分级至秒级，价格从0.2万至几万元不等），且精度高，可在现有的分度转台上进行方便的改造，也可根据用户要求订做，总体价格是同等分度精度转台的1/2左右，具有很大的市场潜力。 对称加工工作台是基于上述分度装置的专利新发明，对于零部件的孔﹑平面及键槽有很高的对称度加工要求时，有着比其它设备更为优越的性能价格比。
毕 业 论 文（设 计） 论文（设计）题目： 系 别：机电系 专 业: 机电一体化 完成时间: 目 录 一．毕业设计的目的 (3) 二．加工零件的分析……………………………………………… 三．加工工艺的编排与分析………………………………………
四．结构设计……………………………………………………… 五．各部件的计算与校核………………………………………… 六．整体的液压设计……………………………………………… 七．整体的电气控制设计………………………………………… 八．毕业设计总结………………………………………………… 九．主要参考资料………………………………………………… 一．毕业设计的目的 毕业设计是学生综合运用所学过的基本理论，基本知识与基本技 能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练， 其主目 的： （1） 培养学生综合分析的解决本专业的一般工程技术问题的独立 工作能力，拓宽和深化学过的知识 （2）培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握 工程设计的一般程序规范和方法。 （3）培养学生正确使用技术资料，国家标准，有关手册图册等工 具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。 （4）培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，面向工作和 工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。
二．法兰盘加工的回转工作台设计 （一）加工零件的分析 如此法兰盘为一个式厂常用件，加工精度要求不太高，但年需求量较大。 因此，加工此法兰盘时，首先，需要考虑的问题就是加工的生产效率。 1、采用通用机床夹加工此法兰盘时，加工的范围可以进行扩大，可以加工 出一系列的法兰盘，但通用机床的调整时间较长，装央与拆卸工件的时间较工， 使得法兰盘的加工效率无法进行提高。 2、专门化机床的工艺范围较窄，只能加工一尺寸范围内的某一类零件，完 成某一种特定工序，但生产效率较通用的机床高。 3、专用机床的工艺范围最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序，但 专用机床的加工效率是这三类机床中最高的。 因此专用机床较为适用了加工此类 法兰盘。 4、组合机床作为专用机床中的一种与通用机床的专门化机床相比较。 （1）组合机床由 70-90％的通用零部件组成，可以缩短设计和制造周期， 而且在需要的时候，还可以部分或全部改装。以组成适应新加工要求的设备就是 说组合机床有重新改装的优越性，其通用零部件可以多次重复利用。 （2）组合机床是按具体加工对象专门设计的，中以按最佳工艺方案进行加 工。 （3）在加工零件时，组合机床可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工 件进行加工，是实现集中工序，提高生产效率的最好途径，这也正是加工法兰盘 所需要的。 （4）组合机床是在工件一次装夹下用的轴实现多孔同时加工，有利保证各 孔相互之间的精度要求，提高产品质量，减少了工件工序间的搬运，改善了劳动
数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称为数控机床的第四轴：回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲线等。回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围。 8.5.1 数控回转工作台 数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。它可以与其他伺服进给轴联动。 图8-24为自动换刀数控镗床的回转工作台。它的进给、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。工作台的运动是由伺服电动机，经齿轮减速后由 1一蜗杆 2一蜗轮 3、4一夹紧瓦 5一小液压缸 6一活塞 7一弹簧 8一钢球 9一底座 10一圆 光栅 11、12一轴承 蜗杆1传给蜗轮2。 为了消除蜗杆副的传动间隙，采用了双螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置宋调整间隙。这种蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距，因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。但由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的啮合。 当工作台静止时，必须处于锁紧状态。为此，在蜗轮底部的辐射方向装有8对夹紧瓦4和3，并在底座9 上均布同样数量的小液压缸5。当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞6便压向钢球8，撑开夹紧瓦，并夹
紧蜗轮2。在工作台需要回转时，先使小液压缸的上腔接通回油路，在弹簧7的作用下，钢球8抬起，夹紧瓦将蜗轮松开。 回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴承12及双列向心圆柱滚子轴承11保持准确的回转中心。数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因而必须采用高精度蜗杆副。在半闭环控制系统中，可以在实际测量工作台静态定位误差之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记忆在补偿回路中，由数控装置进行误差补偿。在全闭环控制系统中，由高精度的圆光栅10发出工作台精确到位信号，反馈给数控装置进行控制。 回转工作台设有零点，当它作回零运动时，先用挡铁压下限位开关，使工作台降速，然后由圆光栅或编码器发出零位信号，使工作台准确地停在零位。数控回转工作台可以作任意角度的回转和分度，也可以作连续回转进给运动。 分度工作台只能完成分度运动，不能实现圆周进给。分度工作台的分度只限于某些规定的角度。鼠齿盘式分度工作台是一种应用很广的分度装置。鼠齿盘分度机构的向心多齿啮合应用了误差平均原理，因此能获得较高的分度精度和定心精度，其分度精度可以达1"~3"。 图8-25是某数控铣床的鼠齿盘式分度工作台。
《机电一体化系统设计》课程设计说明书题目数控回转工作台的设计 机械工程学院机械电子工程专业机电1302班201302170225号学生姓名肖鹏飞. 指导教师刘军安陈小异. 完成日期2016年12月09日.
湖南工程学院机械工程系
湖南工程学院 课程设计（论文）任务书 设计题目：数控回转工作台机电系统设计 姓名：肖鹏飞系别：机械工程专业：机械电子工程班级：1302 学号25 指导老师: 刘军安陈小异教研室主任谭季秋 一、设计要求及任务 1．设计任务 （1）总体设计 （2）机械系统的设计与计算； （3）控制系统设计：采用51单片机或FX2N PLC控制，步进电机驱动，转角输入与显示； （4）编写设计说明书。 2．设计要求 （1）正反旋转，回转角度0~360o；最大回转半径100mm, 最大承载重量20kg;工作台输出精度2mrad,具备自锁功能； （2）机械部分：A1装配图1张； （3）控制部分：硬件设计，程序设计。 二、进度安排及完成时间 1．设计时间：三周，2015年12月14日至2016年01月1日。 2．进度安排 第一周：布置设计任务，查阅资料，熟悉设计要求及任务，提出设计方案，进行设计。第二、三周：整理资料，撰写设计说明书，上交设计图纸、说明书（要求手写稿）。
目录 绪论 (6) 第一章数控回转工作台的原理与应用 (7) 1.1 数控回转工作台 (7) 1.2 设计准则 (8) 1.3 主要技术参数 (8) 1.4 本章小结 (8) 第二章数控回转工作台的部分原理及结构设计 (9) 2.1 步进电机的原理 (9) 2.2 传动方案传动时应满足的要求 (9) 2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (10) 2.4 轴承的选用 (10) 2.5 轴承的游隙及轴上零件的调配 (11) 2.6滚动轴承的配合 (11) 2.7 滚动轴承的润滑 (11) 第三章控制系统设计 (12) 3.1 系统方案设计构成 (12) 3.2 单片机 (13) 3.3 光电耦合 (15) 3.4 环形分配器 (15) 3.5 功率放大器 (18) 3.6 程序 (20) 总结 (23)
任务书 课题十二、设计一个3工位旋转工作台的控制系统 1.动作特性 其工作示意如图所示。三个工位分别完成上料、钻孔和卸件。 工位1：上料器推进，料到位后退回等待。 工位2：将料夹紧后，钻头向下进给钻孔，下钻到位后退回，退回到位后，工件松开，放松完成后等待。 工位3：卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。 2.控制要求 工位2 工作台示意图 1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 2）手动调整采用按钮点动的控制方式。 3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个起动按钮来控制进入下一次循环。
4）系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。 5）系统运动不很复杂，采用4台电机。 6）对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主令部件和控制部件，采用不进入PLC的方法以节省I/O点数。 7）由于点数不多，所以用中小型PLC可以实现。 3.时间安排 第1-2天：根据设计任务查阅相关文献； 第3-6天：选择一种合适的设计方法，制定详细的设计方案，设计出满足要求的电器控制系统并验证其正确性； 第7-8天：编写课程设计报告；绘制相关电气图纸。 第9-10天：提交课程设计报告；进行课程设计答辩。 4.所需提交的材料 1）编写输入输出对照表。包括信号名称、外部元件号、内部继电器号 2）绘制PLC外部接线图 3）绘制功能流程图； 4）编写、调试梯形图或语句表程序
目录 任务书 ..................................................................... 错误！未定义书签。第1章课程设计任务说明 ................................... 错误！未定义书签。 1.1 课题简介........................................................ 错误！未定义书签。 1.2 系统总体方案设计概述................................ 错误！未定义书签。第2章课程设计任务分析 ................................... 错误！未定义书签。 2.1 设备机构组成分析........................................ 错误！未定义书签。 2.2 设备工作过程分析........................................ 错误！未定义书签。第3章控制方案设计 ........................................... 错误！未定义书签。 3.1 总体方案设计................................................ 错误！未定义书签。 3.2 电气系统设计 (4) 3.3 电气控制系统设计 (4) 3.3.1 系统控制与信号分析 (4) 3.3.2 I/O分配表 (5) 3.3.3 I/O端子接线图 (6) 第4章控制流程分析 (7) 4.1 功能图 (7) 4.2 梯形图 (8) 4.3 语句表 (11) 课程设计心得 (14) 参考文献 (15)
图书分类号： 密级： 毕业设计(论文) 自动分度回转工作台设计 THE DESIGN OF AUTO-INDEXING ROTARY TABLE 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师 2014年5月28日
徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：日期：年月日 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名：导师签名： 日期：年月日日期：年月日
摘要 分度回转工作台是机械加工中常用的机床附件，用于镗床，铣床，钻床等需要多面转位加工的工件。传统分度回转工作台操作不便，而且分度只限于某些规定的角度,难以满足一些特殊分度工件的加工要求。本课题利用单片机控制技术、步进电动机控制技术对分度回转工作台进行了数控化改造，设计了一种自动分度回转工作台。它以单片机为控制核心，通过控制脉冲分配器向步进电机发送脉冲, 驱动步进电动机带动蜗轮蜗杆实现对工件的回转分度，相对于传统机械分度头，操作方便，分度精度高。 关键词自动分度回转工作台；齿轮传动；蜗杆传动；单片机控制
分度工作台的分度和定位按照控制系统的指令自动进行，每次转位回转一定的角度(90度,60度,45度,30度等)，为满足分度精度的要求，所以要使用专门的定位元件。常用的定位元件有插销定位、反靠定位、齿盘定位和钢球定位等几种。分度工作台只能完成分度运动.不能实现圆周进给。分度工作台的分度只限于某些规定的角度。 1.齿盘定位的分度工作台 (1)齿盘定位的分度工作台工作原理。 齿盘定位的分度工作台能达到很高的分度定位精度，一般可达最高。能承受很大的外载，定位刚度高，精度保持性好。实际上，由于齿盘啮合脱开相当于两齿盘对研过程。也用于组合机床和其他专用机床。TH K6370型自动换刀数控卧式键铣床分度工作台的结构，主要由一对分度齿盘、升夹液压缸、活塞、液压马达、蜗杆副和减速齿轮副组成。分度转位动作包括: ①工作台抬起，齿盘脱离啮合，完成分度前的准备工作。 ②回转分度。 ③工作台下降，齿盘重新啮合，完成定位夹紧。 (2)多齿盘的特点。 多齿盘在使用中有很多的优点: ①定位精度.岛。大多数多齿盘采用向心多齿结构，它既可以保证分度梢度，同时又可以保证定心精度，而且不受轴承间隙及正反转的影响，一般定位梢度可达+=3，而高精度的可在+=0.3”以内。同时重复定位梢度既高又稳定。 ②承载能力强，定位刚度好。由于是多齿同时啮合，一般啮合率不低于90%，每齿啮合长度不少于60% ③齿面的磨损对定位精度的影响不大，随着不断的磨合，定位精度不仅不会下降，而且有可能提高，因而使用寿命也较长。 ④适用于多工位分度。由于齿数的所有因数都可以作为分度工位数，因此一种多齿盘可以用于分度数目不同的场合。 多齿盘分度工作作台除了具有上述优点外，也有以下不足之处: ①其主要零件，多齿端面齿盘的制造比较困难，其齿形及形位公差要求很高，而且成对齿盘的研磨工序很费工时，一般要研磨几十小时以上，因此生产效率低、成本也较高。 ②在工作时动齿盘要下降、转位、定位及夹紧。因此多齿盘分度工作台的结构也相对要复杂些。但是从综合性能来衡量，由于它能使一台加工中心的主要指标(即加工精度)得到保证，因此目前在卧式加工中心上仍在采用。 ③多齿盘的分度角度。 多齿盘的分度可实现分度角度为 0=360度/Z 式中0—可实现的分度数(整数); Z—多齿盘齿数。 2.鼠牙盘分度工作台 鼠牙盘式分度工作台是由工作台面、底座、压紧液压缸、鼠牙盘、伺服电动机、同步带轮和齿轮转动装置等零件组成，如图5一4所示。鼠牙盘是保证分度精度的关键零件，每个 齿盘的端面带有数目相同的三角形齿，当两个齿盘啮合时，能够自动确定轴向和
机电一体化-回转工作台的设计 二、设计任务及要求 设计题目：数控回转工作台的设计 1. 设计内容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书； 2. 设计要求包括：回转角度0～360°；最大回转半径400㎜；最大承载重量50㎏； 3. 机械部分的设计：装配工作图1张（ 1号）； 4. 计算机控制的设计：控制系统接口图一张； 5. 控制装置采用步进电机驱动，MCS-51或单片机FX2N-PLC控制系统，软件环分，由键盘输入实现开环控制。 三、机械系统设计 在数字回转工作台机械传动部分选用蜗轮蜗杆传动,因为蜗杆传动平稳,振动,冲击和噪声均较小;能以单级传动获得教大的传动比,结构紧凑,有利于实现回转工作台所要求的分度的实现.故选用蜗轮蜗杆传动. （一）、蜗杆类型的选择: 蜗杆选择为渐开线圆柱蜗杆.因为此种蜗杆不仅可车削还可以像圆柱齿轮那样用齿轮滚刀滚削,并可用但面或单锥面砂磨削.制造精度高.是普通圆柱蜗杆传动中较理想的传动.传动效率也高,在动力传动和机床精密传动中应用较为广泛. （二）、蜗杆蜗轮材料的选择: 由于蜗杆传动啮合摩擦较大,且由于蜗轮滚刀的形状尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同,被加工出的蜗轮齿形难以和蜗杆精确共轭,必须依靠运转跑合才渐趋理想,因此材料副的组合必须具有良好的减摩和跑合性能以及抗胶合性能。所以蜗轮通常青铜或铸铁做齿圈，并尽可能与淬硬并经磨削的钢制蜗杆相匹配。故选择:蜗杆材料为：渗碳钢，表面淬硬56-62HRC 牌号为20GrMnTi.蜗轮材料为：铸造锡青铜，牌号为ZcuSn10Pb1
（三）、蜗杆蜗轮参数计算： 1. 蜗杆传动尺寸的确定： 由设计题目中要求可知：工作台回转直径最大为400mm/50千克. 由《齿轮手册》（上）表6.2-3取蜗杆蜗轮中心距标准a=225mm; 估取蜗杆分度圆直径: 为能获得较大的传动比,取蜗杆头数为: z =1;z =90 估取模数m: m=(1.4~1.7)a/ z =3.6 取m=4 q=d /m=80/4=20 6 tanγ= z /q 则γ=2.86° 2. 确定蜗轮蜗杆各参数值 蜗杆尺寸“ 1) 蜗杆轴向齿距:p =πm=3.14×4=12.56 2) 螺旋线导程:p =p ×z =15.4×4=12.56 3) 法向齿形角:对于ZI蜗杆αn=20°在分度传动中允许减小齿形角α =15° 4) 直径系数:q= d /m=80/4=20 5) 蜗杆分度圆(中圆)直径: d (d )= d =qm=80 6) 蜗杆分度圆(中圆柱)导程角: γ=2.86° 渐开线蜗杆: 基圆柱导程角: γcosγ =cosαncosγγ =15.264° 7) 基圆直径:d d = z m/tanγ =14.16 8) 法向基节:p =πm cosγ =12.12 9) 蜗杆齿轮顶高:h =h m=1×4=4 10 蜗杆齿根高:h =1.2m=4.8 11) 蜗杆全齿高:h = h + h =4+4.8=8.8 12) 顶隙:c =0.2m=0.8 13) 齿根圆半径:ρ =0.3m=1.2 14) 蜗杆齿顶圆直径:d =d +2 h =88 15) 蜗杆齿根圆直径:d = d -2 h =70.4 16) 蜗杆齿宽:b =95
回转工作台设计说明书 论文题目四工位回转工作台设计 学院机械工程学院 学号 姓名何凯星 教师杨岩 2014年1月
摘要 本次课程设计的题目是回转工作台设计。通过对回转工作台的设计，使大学生在步入社会之前，不仅能够设计出数控回转工作台，而且能够掌握机械设计的方法和步骤。本课题研究的主要内容包括：确定回转工作台的传动方案；驱动力计算及其他相关计算；步进电机的选型；零件设计；零件图的绘制与三维模型建立；绘制装配图及运动仿真。 对于回转工作台的设计，首先，进行总体方案设计，传动方案采用齿不完全轮传动、槽轮传动或者直接采用步进电机实现分度；然后进行各零件的设计与校核；偏心轮与机架采用螺钉连接固定不动；工作台的平衡通过止推轴承来保证；采用直线导轨以实现夹紧与工件的定出；直线导轨端部用滚动轴承；工作太平面上设计了圆孔；最后，对各零件进行装配。 关键词：回转工作台；步进电机；直线导轨；滚动轴承；建模 目录 一、课程设计任务书 1、概述 (3) 2、回转工作台设计要求 (3) 3、设计任务 (5) 二、设计步骤 1、夹紧机构的设计 (5) 2、定位装置的设计 (6) 3、偏心轮设计 (7) 4、直线导轨的选型 (8)
5、轴承的选择 (8) 6、转动圆盘的设计 (8) 7、装配图 (9) 8、零件图的绘制 (10) 三、心得体会 (13) 四、参考文献 (15) 一、课程设计任务书 1、概述 回转工作台是检测仪器的主体部件，同时，它也是诸多设备如万能工具显微镜、坐标测量机、坐标镗、铣、磨、加工中心等重要部件或附件。 检测仪主要由一个四工位回转工作台和一个显微镜组成。显微镜固定在机架上部的竖直杆上，回转工作台主要由回转平台、回转台主轴及夹紧定位装置组成。工作台水平安置，台上装夹加工对象，回转运动由步进电机直接驱动。传动部分要能自锁，消除侧隙以保证精度要求，并有一定的传动精度和刚度，工作台上亦要有圆孔，以减轻工作台质量及材料成本。 2、回转工作台设计要求 1、性能参数 （1）主参数 工件质量：小于10g。 工件为塑料。
回转工作台和分度头区别 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 回转工作台带有可转动的台面、用以装夹工件并实现回转和分度定位的机床附件，简称转台或第四轴。转台按功能的不同可分为通用转台和精密转台两类 通用是镗床、钻床、铣床和插床等重要附件，用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工时转动工作台，则可加工圆弧面和圆弧槽等。通用转台按结构不同又分为水平转台、立卧转台和万能转台。 ①水平转台：在圆台面上有工件定位用的中心孔和夹紧用的T型槽。台面外圆周上刻有360°的等分刻线。台面与底座之间设有蜗杆-蜗轮副（见蜗杆传动），速比为90:1或120:1，用以传动和分度,蜗杆从底座伸出的一端装有细分刻度盘和手轮。转动手轮即可驱动台面，并由台面外圆周上的刻度（以度为单位）与细分刻度盘读出旋转角度。分度精度一般为±60″。水平转台的蜗杆伸出端也可用联轴器与机床传动装置联接，以实现动力驱动。 ②立卧转台：底座有两个相互垂直的安装基面，使台面既可水平也可垂直放置。 ③万能转台：台面可以在0°～90°范围内倾斜任意角度，使工件在空间的任何角度都能准确调整。
分度头是安装在铣床上用于将工件分成任意等份的的机床附件，利用分度刻度环和游标，定位销和分度盘以及交换齿轮，将装卡在顶尖间或卡盘上的工件分成任意角度，可将圆周分成任意等份，辅助机床利用各种不同形状的刀具进行各种沟槽﹑正齿轮﹑螺旋正齿轮﹑阿基米德螺线凸轮等的加工工作。 回转工作台（平转台）是铣床的主要附件之一，可用在铣床上进行分度钻孔和铣削、圆周切削、曲面加工、平面及部分线段的直线加工工作。具体作用是：1.进行圆周切削，加工工件上的圆弧曲面；2.对与给定基准成一定角度的平面进行加工；3.进行钻孔和铣削； 回转工作台（平转台）也可装在钻床、插床上完成上述一项或几项工作。工件可用装在工作台上的夹具紧固，也可直接紧固在工作台上。 分度头是铣床的重要附件之一，常用来安装工件铣斜面，进行分度工作，以及加工螺旋槽等。分度头的作用：1、用各种分度方法(简单分度、复式分度、差动分度)进行各种分度工作。2、把工件安装成需要的角度，以便进行切削加工(如铣斜面等)。3、铣螺旋槽时，将分度头挂轮轴与铣床纵向工作台丝杠用“交换齿轮”联接后，当工作台移动时，分度头上的工件即可获得螺旋运动。 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.
安徽工程大学机电学院 本科毕业设计(论文)开题报告 题目：数控回转工作台的结构设计 课题类型：设计□实验研究□论文□ 学生姓名: 吴明忠 学号： 3080１0１1１８ 专业班级: 机械2074班 教学单位: 机械与汽车工程学院 指导教师: 王海 开题时间: 2011年3月1２日
201１年3月12日 一、毕业设计内容及研究意义 本次设计任务是设计出数控回转工作台:1.数控工作台的总体设计，2．数控工作台的机械结构设计，３.三维工作台的理论分析，4.数控工作台的有限元分析。首先应该了解所加工零件的基本情况，数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。它可以与其他伺服进给轴联动。数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称为数控机床的第四轴：回转工作台可以与X、Y、Ｚ三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲线等。回转工作台可以实现精确的自动分度,扩大了数控机床加工范围。 本课题属于导师科研课题的部分内容, 对于培养学生电路设计、机械计，三维ＣAＤ等工程实践能力具有重要意义。在实际中工作台在机床上是必不可的部件，工作台的自动化能大大减少劳动强度,提高劳动生产率。数控回转工作台是落地铣镗床,端面铣床等工作母机不可缺少的主要辅机。可用于支撑工件并使其作直线或回转等调整或进给运动,以扩大工作母机的使用性能,缩短辅助时间,广泛应用于能源,冶金,矿山,机械，发电设备,国防等行业的机械加工。 二、毕业设计的研究现状和发展趋势 1、研究现状 一个国家的繁荣与其先进制造业密切相关，然而制造是离不开先进机器作为辅助，机床包括床身、立柱、工作台、进给机构等机械部件。工作台作为数控机床的重要组成部分,也是影响加工精度的重要组成环节。从一开始为了满足加工简单的零件而设计的直线运动的Ｘ—Y工作台,到现在为了实现多工位加工而制造的分度工作台和回转工作台等。为了满足现代制造业的发展，也为了环境的要求,一作台的驱动装置从原来的机械驱动变为液旅驱动，现在更多的采用了气动装置，更好的保护了环境,节约了资源。由于工作台是一台机床的关键配套部件，因此世界各国都有对其进行研究，我国在工作台的研究开发方面也取得了长足的进步。 目前工作台的种类繁多，传统的工作台只能安装在某一指定机床上，伴随着科技的与时俱进，它们的功能也由传统单一性向现代的多功能性方向发展,现在一些工作台,它不仅可以安装在钻床上，还可以安装在铣床和镗床等机床上。并且目前部分工作台还可以作为机床的第四回转轴，大大提高了机床的性能。例如：我国生产机床工作台的公司之一的烟台恒力数控机床附件有限公司生产的HLT Ｋ１4系列数控可倾回转工作台（见下图）,它可以实现用于数控机床和加工中心机床上,可利用原机床的两个控制坐标控制转台的回转和倾斜，也可 直接利用本转台配套的数控装置与机床联接完成所需的工作循环。它可以完成任
X-Y数控工作台设计 学生： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
(600×600)方台面数控回转工作台设计 一、设计的目的 《数控机床》课程设计是一个重要的实践性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的： 1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其思想 知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。 2、通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设 计计算及选用的方式 3、通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控 制驱动方式 4、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想 5、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力 二、设计任务 设计X-Y数控工作台，主要参数如下： 设计一台数控回转工作台并开发其控制、驱动系统，工作台台面600×600mm，分辨率为δ=5分/step，承受最大载荷Tmax=1800Nm。 三、设计主要步骤 1、确定设计总方案 ⑴、机械传动部件的选择 ①、丝杠螺母副的选择 步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足初选0.005mm脉冲当量，因为定位精度±0.01mm，对于机械传动要有一定的精度损失，大约是1/3-1/2的定位精度，现取为1/2，滑动丝杠副无法做到，只有选用滚珠丝杆副才能达到要求，滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。 同时选用内循环的形式，因为这样摩擦损失小，传动效率高，且径向尺寸结构紧凑，轴向刚度高。 由于定位精度不高，故选择的调隙方式是垫片调隙式，这种调隙方式结构简单，刚性好，
结构设计 由工序分析可知，回转工作台北须有5个工位，装卸工位、铣削工位、镗削工位、钻削工位、倒角工位 1、组合机床对分度回转工作台； ①提高分度定位精度和定位刚度，以提高分度回转工作台组合机床的加工精度 ②缩短分度回转时间，以提高机床加工效率，但是要求分度运动平稳以保证必要的回转精度。 ③要求定位机构磨损小，以便长期地保持分度回转工作台的精度 ④结构简单可靠、调整维修方便，经济合理。 2、分度回转工作台的动作 定位销的拔出——工作台台面松开——工作台台面抬起——工作台台面回转，分度并到位——定位销插八并定位——工作台台面落下——工作台台面被夹紧； 回转工作台必须有两个动作（1）上下升降运动（2）回转运动 能够实现上下直线运动的机构 (1)曲柄滑块机构（2）液压缸机构（3）凸轮机构等 曲柄滑块机构、结构简单运动平稳，成本低，但曲柄滑块机构的功率较小，而工作台台面的升降运动所需功率较大。 凸轮机构的优点只要适当地设计凸轮之廓曲线，使可使从动件获得任意预期的运动规律，且机构比较简单紧凑，易于综合，但凸轮的制造比较复杂，制造成本较高，随着计算机的出现，凸轮制造变得比较简单，但凸轮之廓面与动件之间为点中缕接触，故易于磨损，因此凸轮机构通常用于传力不大的场合。 采用液压缸的机构，便于实现电气控制与自动化控制，工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向液压元件易于实现系列化，标准化和通用化，便于设计和制造。 能够实现间歇回转的机构 （1）棘轮棘机构 （2）槽轮机构 （3）不完全齿轮机构 不完全齿轮机构的加工工艺较复杂，且从动轮在运动开始和修正时有较大的冲击。 采用槽轮机构若要使槽轮转一周，拔盘要转1-5周，拔盘的转动，需要一个原动机，若采用电动机，电动机的最低转速为750r/min,要想将这样的转速降到需要的低时需要一个庞大的减速机构，从而增加了回转工作台的结构尺寸。 棘轮机构结构简单，工作可靠，棘轮转角的大小可以进行有级调节，常用于低速轻载下实现间歇运动工作台面，只需要克服少量的磨擦力就中以进行回转了。 棘轮棘爪回转运动，采用齿轮机构来带动，为了减小回转工作台的结构，不采用电动来作为原动机，否则需要增加一个减速机构。在相同功率的情况下，液压传动能量转换元件的体积较小，重量较轻，因而采用液压缸的直线运动来带动齿条运动，从而来带动齿轮的运动。 3、工作台的分度与定位
《机电一体化系统设计》 课程设计说明书题目数控回转工作台的设计 机械工程学院 机械电子工程专业机电1302班201302170225号学生姓名肖鹏飞. 指导教师刘军安陈小异. 完成日期 2016年12月09日. 湖南工程学院机械工程系
湖南工程学院 课程设计（论文）任务书 设计题目：数控回转工作台机电系统设计 姓名：肖鹏飞系别：机械工程专业：机械电子工程班级：1302学号25 指导老师: 刘军安陈小异教研室主任谭季秋 一、设计要求及任务 1．设计任务 （1）总体设计 （2）机械系统的设计与计算； （3）控制系统设计：采用51单片机或FX2N PLC控制，步进电机驱动，转角输入与显示； （4）编写设计说明书。 2．设计要求 （1）正反旋转，回转角度0~360o；最大回转半径100mm,最 大承载重量20kg;工作台输出精度2mrad,具备自锁功能； （2）机械部分：A1装配图1张； （3）控制部分：硬件设计，程序设计。 二、进度安排及完成时间 1．设计时间：三周，2015年12月14日至2016年01月1日。 2．进度安排 第一周：布置设计任务，查阅资料，熟悉设计要求及任务，提出设计方案，进行设计。第二、三周：整理资料，撰写设计说明书，上交设计图纸、说明书（要求手写稿）。
组员任务胡增伟说明书排版、总结、查阅资料、任务分工曾宪机械部分计算、零件图、装配图 庞雨楠机械部分计算以及部分零件图 肖鹏飞控制部分系统设计 黄道福控制部分编程
目录 绪论 (5) 第一章数控回转工作台的原理与应用 (6) 1.1数控回转工作台 (6) 1.2 设计准则 (7) 1.3 主要技术参数 (7) 1.4 本章小结 (7) 第二章数控回转工作台的部分原理及结构设计 (8) 2.1 步进电机的原理 (8) 2.2 传动方案传动时应满足的要求 (8) 2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (9) 2.4 轴承的选用 (9) 2.5 轴承的游隙及轴上零件的调配 (10) 2.6滚动轴承的配合 (10) 2.7 滚动轴承的润滑 (10) 第三章控制系统设计 (11) 3.1 系统方案设计构成 (11) 3.2 单片机 (11) 3.3 光电耦合 (13) 3.4 环形分配器 (14) 3.5 功率放大器 (16) 3.6 程序 (17) 总结 (21)