双轴回转工作台毕业设计

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。

预计未来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。

作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均15％－20％左右的稳定增长。

大学毕业设计题目回转工作台液压系统设计专业班级学生学号指导教师二〇一四年五月五日1 前言1.1选题的背景与意义随着科学技术的进步与发展，数控机床和加工中心的应用已日趋普及，数控机床正朝着高速、高精度多轴联动数控机床的方向发展,国际上把多轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。

其中高精度数控联动回转工作台是多轴联动数控机床关键部件之一。

因此高精度多轴数控回转工作台结构技术的研究是各国研究竞争的重点回转工作台是数控铣床、复合磨床、数控滚齿机、数控镗床、立式（卧式）加工中心等数控机床的必备部件之一，它可以作为半自动精密铣床、镗床或其它机床的主要附件。

与伺服电机或单坐标数控系统配套，可完成一个或两个回转坐标的任意角度或连续分度工作。

与机床系统的多轴联动可完成各种复杂零件的曲线加工。

回转工作台的使用降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，从而大大提高企业的经济效益。

因此回转工作台得到了广泛且普遍的使用。

同时回转工作台的研究也是企业竞争核心。

液压系统具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高及抗负载刚性大等优点，使得它被广泛地应用于组合机床及其自动线中，以实现工作台（液压滑台，回转工作台）的进给、回转及工件的定位、夹紧、运输（上升、下降、翻转、输送）等动作。

所以液压回转工作台广泛应用于各种机床和工程机械中，例如数控机床、专用机床、组合机床、挖掘机等。

液压系统在各类设备和系统中往往处于控制和动力传输的重要核心地位。

本文主要阐述了回转工作台的液压系统泵站的设计过程。

[1]1.2液压技术的特点液压系统是将液压油的压力能转化为机械能来做功，其传动有如下特点：1.优点：（1）液压传动有很大的调速范围，并且可以实现无级变速。

（2）液压传动装置的体积相对而言较小，而且惯性小，能够传递较大的力或转矩。

（3）液压传动工作相对平稳，反应速度快，冲击力量小，能够快速启动，快速停止，和快速换向。

（4）液压系统的控制调节简单，易于实现机电一体化。

数控回转工作台设计--本科毕业设计说明书内蒙古工业大学本科毕业设计说明书学校代码: 10128学号:201220102052(题目:数控回转工作台设计学生姓名:张英智学院:机械学院系别:机械系专业:机械电子工程班级:机电12-1指导教师:张兰挺副教授二〇一六年六月摘要本次设计的数控回转工作台主要是与立式铣床配套使用，其精度直接影响到机床的性能。

本次设计选择由步进电动机作为动力源，一级圆柱直齿轮减速器进行减速及传递转矩和转速，将其传递给蜗轮蜗杆机构来带动工作台进行回转加工工作。

数控回转工作台与数控立式铣床结合使用可进行工件的分度和切削旋转，配合机床X、Y、Z三轴的直线运动可以扩大机床的加工范围，来提高机床的工作效率。

配合数控系统的控制，数控回转工作台可以有效提高生产效率，消除人为误差，提高加工精度。

本次主要设计方向是数控铣床中的数控回转工作台，我们对主要的零件进行了结构功能设计。

装配图、零件图用CAXA软件绘制。

关键词: 立式铣床数控回转工作台齿轮蜗轮蜗杆内蒙古工业大学本科毕业设计说明书AbstractThe design of the NC rotary table is mainly with vertical milling machine , Its precision directly affects the performance of the machine. The design choices the stepping motor as a power source. Level of cylindrical spur gear reduce of reduction and transmission torque and rotational speed, pass it to worm and worm wheel mechanism to drive the workbench rotary processing work. NC rotary table with NC vertical milling machine combined with the use of artifacts can be dividing and cutting rotation, cooperate with X,Y,Z three axis machine tool can expand the linear motion of the machine tool processing range, to improve the working efficiency of the machine tool. With NC system, the control of NC rotary table can effectively improve the production efficiency, eliminating human error, and improve the machining accuracy. The main design direction is the NC rotary table in CNC milling machine, structure and function of main parts of our design. Assembly drawing and part drawing drawn using CAXA software.Key Words: Vertical milling machine;NC rotary table;Worm and worm gear;内蒙古工业大学本科毕业设计说明书目录绪论 ..................................................................... ... 1 第一章数控回转工作台的发展方向 (2)1.1数控回转工作台的发展及展望 (2)1.2数控回转工作台的原理 (2)1.3 设计要求及主要参数 (4)1.3.1设计准则 .......................................................41.3.2此次设计中的一些主要参数 .......................................4 第二章工作台设计和零部件的选用 (5)2.1设计工作台的基本要求 (5)2.2数控回转工作台传动方案的确定 (5)2.3电机的选择 (6)2.3.1脉冲电动机在选择时需要注意的事项 ...............................62.3.2电机的参数计算 .................................................72.4齿轮的设计 (9)2.4.1齿轮材料确定 ...................................................92.4.2齿轮强度计算 ...................................................92.4.3尺寸计算 ......................................................132.5蜗轮蜗杆设计 (14)2.5.1蜗轮蜗杆强度设计 ..............................................142.5.2 蜗杆与蜗轮的参数 ..............................................162.6联轴器的选择 (17)2.7 输入轴的设计 (17)2.7.1 轴上参数计算 ..................................................172.8 蜗杆轴的设计 (21)2.8.1 蜗杆轴参数设计 ................................................212.8.1 轴强度的校核 ..................................................23 总结 ..................................................................... .. 24 参考文献 ...................................................................25 致谢 ......................................................................26内蒙古工业大学本科毕业设计说明书绪论近年来社会的快速进步表现于机械行业是一个国家发展的最重要的决策，它不仅可以为新的科学技术和新产物的研发和机械制造带来了十分必要的前提，还是不可替代的经济快速发展行业。

毕业设计数控回转工作台数控回转工作台是一种常见的工业装备，广泛应用于机械加工领域。

本文将从数控回转工作台的原理、结构和控制系统等方面进行介绍，并对其在实际应用中的优势和存在的问题进行分析和讨论。

一、数控回转工作台的原理数控回转工作台是一种带有自动旋转功能的工作台，可以实现工件的自动旋转和定位。

其原理主要基于数控控制技术，通过编程控制工作台的旋转角度和速度，实现工件在三维空间中的精确定位和加工。

二、数控回转工作台的结构数控回转工作台主要由旋转轴、驱动装置、固定夹具等组成。

旋转轴是工作台的核心部件，通过电机驱动实现工作台的旋转。

驱动装置则负责控制旋转轴的转速和方向，以实现精确的工件定位和加工。

固定夹具则用于将工件固定在工作台上，确保工件的稳定性和精度。

三、数控回转工作台的控制系统数控回转工作台的控制系统由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括电机、控制器、编码器等；软件部分则主要包括编程和操作界面。

通过编程操作软件，可以设置工作台的旋转角度、速度和加工路径等参数，实现对工件的精确控制和加工。

四、数控回转工作台的优势1.提高加工效率：数控回转工作台可以实现工件的自动旋转和定位，减少了人工操作的时间和成本。

同时，通过编程操作，可以快速实现多种复杂形状的加工工艺，提高加工效率。

2.提高加工精度：数控回转工作台具有较高的精度和稳定性，可以实现精确的定位和加工。

通过精确控制旋转角度和速度，可以实现对工件的精细加工，提高加工的精度和质量。

3.适用于多种工件加工：数控回转工作台的夹具设计灵活多样，可以适应多种形状和尺寸的工件加工。

通过更换不同的夹具和编程设置，可以实现对不同工件的加工需求。

五、数控回转工作台存在的问题1.设备成本高：数控回转工作台的设备成本相对较高，对于一些中小型企业来说存在一定的经济压力。

2.维护和操作难度大：数控回转工作台的控制系统相对复杂，需要一定的技术人员进行操作和维护。

同时，对于编程等操作的要求较高，需要熟练掌握数控加工技术。

南昌工程学院毕业设计(论文)机械与电气工程学院系（院）机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）题目数控回转工作台设计学生姓名 xxxxxxxxxxxxxx班级 09机制（2）班学号 xxxxxxxxxxxx指导教师曾绍平完成日期2013年5月2日数控回转工作台设计NC rotary table design总计毕业设计（论文） 34 页表格 5 个插图 16 幅南昌工程学院本科毕业设计（论文）摘要数控机床在机械行业中扮演的角色越来越重要。

特别是数控机床朝着大功率、高速度、高精度、高稳定性的方向发展，其可靠性已成为衡量其性能的重要指标。

而数控回转工作台作为数控机床中不可或缺的部件，其精度已直接影响到机床的整体性能。

为了提高效率，扩大机床制造范围，数控机床除了做三轴直线进给运动之外，通常还需要用数控回转工作台来做加工的圆周运动。

由此来满足自动改变工件相对主轴的位置，让机床更好的对工件各个面的加工。

配合数控系统的控制，数控回转工作台可以有效提高生产率，消除人为误差，提高加工精度。

数控回转工作台主要是应用于数控铣床与数控镗床或加工中心，它主要是用于对板类、箱体等类似工件的不间断回转加工和多面加工。

本次主要设计方向是数控铣床中的数控回转工作台，我们对主要的零件进行了结构功能设计。

装配图、零件图用CAD软件绘制。

关键词：数控铣床数控回转工作台蜗杆传动AbstractAbstractThe NC machine is playing an increasingly important role in mechanism manufacture. The reliability is the main signal to measure its performance with the tendency of high power, high speed, high fidelity and high stability. However, the NC rotating table, as an inevitable part of NC machine, has affected its overall performance directly because of its high fidelity. In order to improve the optional efficiency and expand the technology scope of NC machine, the feed movement must follow X, Y, and Z coordinate axes as well as being accomplished by NC rotating table to finish its circular feed movement, to reach a purpose that enable the indexing automatically to change the position of machining work pieces with related spindle, and finally make the surface machining conveniently. Besides, improving productivity and machining fidelity, eliminating artificial errors, can also be realized when the NC rotating table is in conjunction with the control of NC system. It is, available to rotating and multi-faced machining, floor parts and boxes parts, mainly applied in NC milling machines and boring machines. The topic in my essay is primarily designed for NC rotating table of milling machines with key parts designing and checking, using the auto CAD software to render assembly drawing and parts drawing.Key Words: NC milling machines; NC rotating table; Worm transmission南昌工程学院本科毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2数控回转工作台的发展及展望 (1)1.3数控回转工作台的原理 (2)1.4 设计要求及主要参数 (3)1.4.1设计准则 (3)1.4.2本次设计中的一些主要参数 (4)第二章数控回转工作台的结构设计 (5)2.1设计工作台的基本要求 (5)2.2数控回转工作台传动方案的选择 (5)2.3电机的选择 (6)2.3.1选择步进电机的注意事项 (6)2.3.2电机的参数计算 (7)2.4齿轮的设计 (9)2.4.1齿轮材料确定 (9)2.4.2齿轮强度计算 (10)2.4.3尺寸计算 (13)2.4.4齿轮结构设计 (14)2.5蜗轮蜗杆设计 (15)2.6联轴器的选择 (18)2.7 输入轴的设计 (19)2.7.1 轴上参数计算 (19)2.7.2 输入轴结构设计 (23)2.8 蜗杆轴的设计 (23)2.8.1 轴参数设计 (23)目录2.8.1 轴强度的校核 (26)2.8.2涡轮轴结构设计 (26)2.9轴承的选择 (27)2.10箱体结构设计 (27)2.10.1箱体结构 (27)2.10.2箱体参数设计 (29)总结 (31)参考文献 (32)附录 (33)致谢 (34)南昌工程学院本科毕设计（论文）第一章绪论1.1概述数控铣床作为效率比较高的机械制造设备，现在应用的已经非常普遍了。

1概述1.1数控加工中心的概述加工中心自问世至今已有30多年，世界各国出现了各种类型的加工中心，虽然外形结构各界，但从总体来看主要由以下几大部分组成。

1、基础部件。

它是加工中心的基础结构，由床身、立柱和工作台等组成，它们主要承受加工中心的静载荷以及在加工时产生的切削负载，因此必须要有足够的刚度。

这些大件可以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心中体积和重量最大的部件。

2、主轴部件。

由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。

主轴的启、停和变速等动作均由数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。

3、数控系统。

加工小心的数控部分是由CNC装置，可编程控制器、伺服驱动装置以及操作面板等组成。

它是执行顺序控制动作和完成加工过程的控制中心。

4、自动换刀系统。

由刀库、机械手等部件组成。

当需要换刀时，数控系统发出指令，由机械手(或通过其他方式)将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。

5、辅助装置。

包括涡滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。

这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心中不对缺少的部分。

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。

1.2数控回转工作台的发展数控车床今后将向中高挡发展，中档采用普及型数控刀架配套，高级采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，预计近年来对数控刀架需求量将大大增长。

然数控回转工作台更有发展前途,它是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台，它常被应用于卧式的镗床和加工中心上，可前进加工效率，完成更多的工艺，它重要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成，并可进行间隙打消和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。

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。

回转工作台毕业设计回转工作台毕业设计在工程领域中，回转工作台是一种非常重要的设备，它能够使工件在水平方向上进行旋转和倾斜，从而方便工人进行各种加工操作。

回转工作台常常用于机械加工、装配、焊接等工艺中，对于提高工作效率和质量具有至关重要的作用。

因此，我选择回转工作台作为我的毕业设计课题，旨在设计出一种性能优良、操作简便的回转工作台。

首先，我将对回转工作台的结构进行分析和改进。

目前市面上的回转工作台多数采用齿轮传动，但存在噪音大、精度低等问题。

因此，我计划采用直线电机驱动的方式，通过电磁力来实现工作台的回转和倾斜。

这种驱动方式具有响应速度快、精度高、噪音低等优点，能够更好地满足工作台的运动要求。

其次，我将对回转工作台的控制系统进行设计和优化。

传统的回转工作台控制系统多采用开环控制，缺乏对工作台位置和姿态的准确控制。

为了提高工作台的控制精度和稳定性，我计划采用闭环控制系统，并结合传感器实时监测工作台的位置和姿态。

通过精确的反馈信息，可以实现对工作台的精确控制，提高加工精度和效率。

此外，我还将考虑回转工作台的安全性和可靠性。

在工程领域中，安全是首要考虑的因素之一。

因此，我将在设计中加入安全保护装置，如过载保护、急停开关等，以确保工人在操作过程中的安全。

同时，我还将优化工作台的结构和材料选择，以提高其使用寿命和可靠性，减少维护和故障处理的成本。

最后，我将进行回转工作台的性能测试和优化。

通过实验和模拟分析，我将评估工作台的运动精度、承载能力、响应速度等性能指标，并根据测试结果进行优化设计。

同时，我还将考虑工作台在不同工况下的性能表现，如高温、低温、湿度等环境因素对工作台的影响。

通过全面的性能测试和优化，可以确保设计出一款性能优良的回转工作台。

综上所述，回转工作台毕业设计涉及到结构设计、控制系统设计、安全性和可靠性等多个方面。

通过对这些方面的综合考虑和优化设计，可以实现回转工作台的高性能和高效率。

我相信，在毕业设计的过程中，我将面临各种挑战和困难，但我也相信通过不断努力和学习，我能够成功设计出一款满足工程需求的回转工作台。

第1章绪论课程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。

而高职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技能，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。

预计未来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。

作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均15%—20%左右的稳定增长。

[工学]数控回转工作台设计毕业设计1数控回转工作台的设计1 概要1.1 前言1.1.1 数控回转工作台的介绍数控机床是一种高效率的加工设备，当零件被装夹在工作台上以后，为了尽可能完成较多工艺内容，除了要求机床有沿X、Y、Z三个坐标轴的直线运动之外，还要求工作台在圆周方向有进给运动和分度运动。

这些运动通常用回转工作台实现。

a、数控回转工作台的主要功能有两个:一是实现工作台的进给分度运动，即在非切削时，装有工件的工作台在整个圆周进行分度旋转;二是实现工作台圆周方向的进给运动，即在进行切削时，与X、Y、Z三个坐标轴进行联动，加工复杂的空间曲面。

b、分度工作台只能完成分度运动，而不能实现圆周运动。

由于结构上的原因，通常分度工作台的分度运动只限于完成规定的角度(如45?60?或90?等)，即在需要分度时，按照数控系统的指令，将工作台及其工件回转规定的角度，以改变工件相对于主轴的位置，完成工件各表面的加工。

数控回转工作台在电火花线切割机床上的应用:电火花线切割加工已广泛用于国防和民用的生产和科研工作中，用于加工各种难加工材料、复杂表面和有特殊要求的零件、刀具和模具。

从工艺的可能性而言，现在的商品电火花线切割加工机床可分为三类:切割直壁二维型面的线切割加工工艺及机床;有斜度切割功能、可实现等锥角三维曲面切割工艺及机床;可实现变锥度、上下异形面切割工艺及机床。

上述X、Y和U、V四轴联动能切割上下异形截面的线切割机床，仍无法加工出螺旋表面、双曲面表面和正旋曲面等复杂表面。

如果增加一个数控回转工作台附件，工件装在用步进电机驱动的回转工作台上，采取数控移动和数控转动相结合的方式编程，用～角方向的单步转动代替或着配合Y轴方向的单步移动，即可完成上述这些复杂曲面加工工艺。

1.1.2 电火花加工的产生和加工原理电火花加工又称放电加工(electrical discharge machining, 简称EDM)，在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产。

摘要本文主要论述了回转工作台的设计过程。

工作台是加工中心的重要部分。

加工中心机床除了沿X、Y和Z三个坐标轴直线进给运动外，往往还带有绕X、Y和Z轴的圆周进给运动。

一般圆周进给运动由回转工作台来实现。

回转工作台是采用分度工作台的设计。

工作台分度转位动作包括：工作台旋转，凸轮脱离啮合，完成分度前的准备工作；回转分度；凸轮重新啮合，完成定位夹紧共二个步骤。

正文部分着重讲述了电机、同步带和主要轴承的选择、同步带轮、凸轮和圆盘滚子的设计计算。

设计过程中使用CAD技术进行设计。

关键词：工作台分度转位目录前言 (2)第一章绪论 (3)1.1 回转工作台简介 (3)1.1.1 通用转台 (3)1.1.2 精密转台 (4)1.2 工作台交换系统 (4)1.3本文主要研究内容 (4)第二章传动部分设计 (5)2.1电动机的选择 (5)2.1.1选择电动机类型 (5)2.1.2选择电动机功率 (5)2.1.3确定电动机转速 (6)2.2 传动比的分配 (7)2.3 V带设计步骤和方法计算 (7)2.3.1 确定设计功率，选取V带类型 (7)2.3.2 确定带轮基准直径 (7)2.3.3验算带的速度 (8)2.3.4 距确定普通V带的基准长度和传动中心 (8)2.3.5 验算主动轮上的包角 (9)2.3.6计算V带的根数 (9)2.3.7计算初拉力 (10)2.3.8计算作用在轴上的压力 (10)2.4减速器的分析与选择 (12)第三章工作台的设计 (13)3.1圆柱凸轮的设计计算 (13)3.1.1圆柱分度凸轮工作轮廓的设计计算 (13)3.1.2圆柱分度凸轮轮廓曲面展开为平面矩形时的设计计算 (14)3.1.3圆柱分度凸轮机构的主要运动参数 (16)3.2滚子圆盘的设计选用 (16)3.3工作台的设计 (16)3.4轴的设计与计算 (17)3.5主要轴承的选择 (18)第四章其他元件的选择 (22)4.1平键的选择 (22)4.2润滑与密封 (22)第五章设计总结 (23)致谢 (25)参考文献 (24)前言机械工业担负着国民经济各部门，包括工业、农业、和社会生活各个方面提供各种性能先进、价格低廉、使用安全可靠的技术装备的任务，所以在现代化建设中是举足轻重的。

毕业设计（论文）文献综述题目双轴回转工作台结构设计专业机械设计制造及其自动化班级机057班学号3050211188学生张立方指导教师高峰教授二○○九年文献综述一. 双轴回转工作台简介[１]双轴回转工作台是五轴联动的基础，它能够实现回转轴和摆动轴的两坐标定位。

在三轴联动的数控铣床上增加了双轴回转工作台，并通过数控改造使之成为五轴数控铣床，是扩展机床使用功能的简捷方式。

数控机床加工某些零件时,除需要有沿X、Y、Z三个坐标轴的直线进给运动之外, 还需要有绕X、Y、Z三个坐标轴的圆周进给运动,分别称为A、B、C轴。

安装双回转轴工作台的五轴联动机床也称五坐标机床, 它是在三个平动轴(沿X、Y、Z轴的直线运动) 的基础上增加了两个转动轴(能实现绕X 轴、Z轴旋转运动, 即A轴和C轴)，双轴回转工作台实现了A轴和C轴的转动。

设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围有限，并非360度。

工作台的中间还设有一个回转台，环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。

这样五轴联动机床实现五轴联动的关键就在于双回转轴工作台。

二. 双轴回转工作台的特点[１]装有双轴回转工作台不仅可使刀具相对于工件的位置任意可控, 而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定范围内任意可控,由此使的五轴联动机床加工具有以下特点:A. 可避免刀具干涉, 加工普通三坐标机床难以加工的复杂零件,加工适应性广,如图1 (a) 所示。

B. 对于直纹面类零件, 可采用侧铣方式一刀成型, 加工质量好、效率高,如图1(b) 所示。

C. 对一般立体型面特别是较为平坦的大型表面, 可用大直径端铣刀端面逼近表面进行加工, 走刀次数少, 残余高度小, 可大大提高加工效率与表面质量,如图1(c) 所示。

D. 对工件上的多个空间表面可一次装夹进行多面、多工序加工,加工效率高并有利于提高各表面的相互位置精度, 如图1 (d) 所示。

E. 五轴加工时, 刀具相对于工件表面可处于最有效的切削状态。

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学生姓名学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师2010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。

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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；单片机控制全套设计，联系153893706AbstractIndexing 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。

双轴回转⼯作台毕业设计毕业设计（论⽂）题⽬双轴回转⼯作台专业机械设计制造及其⾃动化班级学号学⽣指导教师副教授⼆○○九年双轴回转⼯作台摘要在现有的三坐标联动数控机床的⼯作台上再增加⼀个具有两个旋转⾃由度的数控回转⼯作台，将其安装在原有的⼯作台上，与原有的⼯作台成为⼀个整体，成为⼀个多⾃由度的回转⼯作台，即双轴回转⼯作台。

再通过对数控系统的升级（不属于此题范畴），使该机床成为五坐标联动的数控机床。

这样的双回转数控⼯作台不仅可以沿X、Y、Z ⽅向作平⾏移动，在A、B两轴能同时运动，且能随时停⽌，在A轴上能够在⼀定⾓度内连续旋转，在B轴上可以做360度的连续旋转。

不仅可以加⼯简单的直线、斜线弧，还可适应更复杂的曲⾯和球形零件的加⼯。

关键词：双轴，回转⼯作台，五坐标联动，设计，机床The double turns round rotary worktableABSTRACTAt current three sit the mark connect the number that move the work on the stage controls the machine bed increases a number for having two revolve free degree controls the turn-over work set, will its gearing is in the original work on the stage, with originally possessed of the work set becomes a the whole, becoming the turn-over work set of a many free degrees, namely the double turns round the number controls the work set. Pass again the grade creep( do not belong to this category) that logarithms control system, make the machine's bed become five sit the mark connect the dynamic number controls the machine bed. Such a turn-over number controls the work set can not only make the parallel ambulation along the X, Y, the direction of Z, continuing to revolve in A, B two stalks can at the same time exercise, and can at any time stop, on the A stalk can in the certain angle, canning the 360 degrees of revolving continuously on the B stalk. Can not only process the simple straight line, oblique line, arc, can but also adapt to the more complicated curved face to processes with the spheroid spare parts.Key words：The double turns round, rotary worktable, Five sit the mark; Connect to move, design, Machine bed⽬录第1章绪论 11.1 本课题的研究范围及应解决的主要问题 11.2 本课题的研究⽬的和现实意义. 11.3 国内外现有数控发展状况 21.4 当代数控发展的主要趋势 31.5 数控机床的升级（五轴联动）11 第2章电动机的选择122.1 步进电动机的特点与种类122.1.1 步进电动机的特点122.1.2 步进电动机的种类122.2 步进电动机的选择14第3章⼯作台⽅案的选定243.1 分度⼯作台243.2 数控回转⼯作台253.2.1 开环数控转台263.2.2 闭环数控回转⼯作台273.3 调隙结构273.3.1 双螺距蜗杆传动3.3.2 双蜗杆传动3.4 闭环结构⽅案设计第4章双轴回转⼯作台结构设计30第5章蜗轮蜗杆设计计算345.1 蜗杆传动输⼊参数345.2 接触疲劳强度计算345.3 确定蜗轮蜗杆主要尺⼨365.4 蜗杆的传动效率375.5 蜗杆蜗轮的精度等级的选择375.6 蜗杆传动的热平衡计算38第6章齿轮设计计算396.1 齿轮设计输⼊参数396.2 齿轮传动结构形式和布置形式396.3 材料及热处理396.4 初步确定齿轮基本参数406.5 齿⾯接触疲劳强度的校核436.6 齿根弯曲强度的校核446.7 齿轮基本参数第7章结论71参考⽂献72英⽂原⽂：73中⽂译⽂：78致谢82第1章绪论1.1本课题的研究范围及应解决的主要问题本课题内容为双轴回转⼯作台的结构设计，那么其研究范围则包括：双轴回转⼯作台的⼯作原理、功能结构及重要功能部件的结构设计与计算。

目录设计总说明 (1)INTRODUCTION (2)1 前言 (1)1.1设计的目的和意义 (1)1.2 设计的内容和要求 (1)1.3 本设计的指导思想及应解决的主要问题 (1)1.4 本课题在国内外的发展概况及存在的问题 (2)2 总体设计方案 (2)2.1 数控旋转二轴工作台的介绍 (2)2.2 开环数控旋转二轴工作台的工作原理与特点 (3)2.3 总体方案的初步确定 (3)2.3.1 系统运动方式的确定 (3)2.3.2 伺服系统的选择 (4)2.3.3 执行机构传动方式的确定 (4)2.4 总体方案的提出 (4)3 主要传动部件、结构、动力参数设计计算及选择 (5)3.1 确定传动方案 (5)3.2 工作载荷的分析和计算 (5)3.2.1 铣削力的分析和计算 (5)3.2.2 切削力的计算 (6)3.2.3 进给工作台工作载荷计算 (7)3.3 中心回转轴的校核计算 (8)3.3.1 轴的强度校核计算 (8)3.3.2 轴的刚度校核计算 (9)3.4 蜗轮、蜗杆的设计与校核 (10)3.4.1 蜗轮蜗杆设计 (10)3.4.2 双导程蜗杆的原理及齿形的几何参数 (13)3.5 齿轮传动的设计 (14)3.5.1 Ｃ轴齿轮传动的设计 (14)3.5.1 Ｂ轴齿轮传动的设计 (17)3.6 传动系统的等效转动惯量和动力估算 (18)3.6.1 传动系统的等效转动惯量 (18)3.6.2 驱动扭矩计算 (19)3.7 步进电机的选择 (21)3.7.1 Ｃ轴步进电机的选择 (21)3.7.2 Ｂ轴步进电机的选择 (24)3.8数控旋转二轴工作台结构设计 (24)3.8.1 数控旋转二轴工作台液压结构设计 (25)3.8.1.1 结构说明 (25)3.8.1.2 液压缸参数和夹紧力计算 (25)1、液压缸工作压力的确定 (25)2、液压缸内径D和活塞直径d的确定 (25)3、液压缸壁厚和外径的计算 (27)4、液压缸工作行程与缸盖厚度的确定 (27)5、活塞及活塞杆处密封圈的选用 (27)3.8.2 数控旋转二轴工作台Ｂ轴结构设计 (28)3.8.3 主要轴承的选择 (28)4设计总结 (29)鸣谢 (30)参考文献 (31)设计总说明随着机械制造技术进步和生产的发展，数控机床得到广泛的应用，极大地提高了劳动生产力和产品质量。

摘要本次课题设计的是手动两自由度回转工作平台，回转工作台是铣床上的主要附件之一，它不仅可以辅助铣床完成各种曲线零件的铣削，和分度划线工作，还可以用于镗床、钻床、插床、刨床以及其他机床以配合完成上述范围的各种加工。

回转工作台主要结构由底座、转盘、蜗轮、蜗杆、分度盘等组成，其中蜗轮蜗杆副除起传动作用以外，还配合分度盘上粗刻线起机械分度的作用。

此次设计的手动两自由度回转工作平台，要求工作台直径Ф400mm，最大承载量为300Kg，第一自由度回转精度及回转角度范围：2′、0°～360°，第二自由度回转精度及回转角度范围：5′、-10°～100°。

本文主要介绍了手动两自由度回转工作平台设计方法及过程，包括第一自由度回转工作平台的结构设计，回转精度和蜗杆传动设计，第二自由度回转工作平台的结构设计，回转精度和蜗杆传动设计等其他零部件的设计。

主要是针对弥补了手动立式一自由度回转工作平台的不足，继承了数控转台的优点，大大地节约了多次调整和装夹的辅助时间，在提高加工零件尺寸精度的同时，提高了劳动生产率，从而降低了产品的制造成本，增强了产品在市场上的竞争能力。

关键词：两自由度；回转工作台；蜗杆传动；精度；生产率；AbstractThis design is a manual rotary working platform with two degrees of freedom, the rotary table is one of the main accessories of milling machine, it can not only milling assisted milling machine to complete various curve parts, and dividing lines, all kinds of processing can also be used for boring machine, drilling machine, planer, slotting machine and other machine tools to complete the range . Rotary table is mainly composed of a base seat, rotary, worm and gear, dividing disc components, wherein the worm gear transmission, but also with the indexing disc of graduations mechanical indexing function.Manual rotary working platform with two degrees of freedom of the design requirements, the diameter of the working table is 400mm, the maximum capacity of 300Kg, the first degree of freedom rotational accuracy and rotating angle range: 2 ', 0 degrees to 360 degrees, second degrees of freedom rotation accuracy and rotating angle range: 5', -10 degrees to 100 degrees.This paper introduces the manual two degrees of freedom rotary working platform design method and process, including the design of the first degree of freedom rotary working platform, design of rotary precision and worm transmission, structure design of seconddegrees of freedom rotary working platform, design of rotary precision and worm drive design of other parts . The main disadvantage of manual vertical offset is a freedom revolving work platform, inherits the advantages of NC rotary table, greatly saves many adjustments and clamping of the auxiliary time, in improving the processing parts size precision at the same time, improve labor productivity, thereby reducing the manufacturing cost of the product, enhance the competition ability of products in the on the market.Keywords:Two degrees of freedom; Rotary table; Worm drive; Precision; Productivity;目录摘要IAbstract I第1章绪论11.1 课题背景11.2 国内外研究现状11.3 课题研究的内容以及采取的方法2第2章设计方案的确定及性能分析32.1传动方案的确定32.2 性能分析42.2.1 使用性能的要求42.2.2经济性的要求4第3章第一自由度回转工作平台系统设计53.1 分度精度划分 (5)3.2确定传动比53.3承载力分析53.3.1摩擦力计算53.3.2切削力计算63.4蜗杆传动的设计计算63.4.1 选择蜗杆的传动类形 (6)3.4.2 材料的选择 (6)3.4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (6)3.4.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (7)3.4.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (8)3.4.6 验算效率 (9)3.4.7 精度等级公差及表面粗糙度的确定 (9)第4章第二自由度回转工作平台系统设计94.1 分度精度划分 (10)4.2确定传动比104.3承载力分析104.3.1重力矩计算104.3.2切削力矩计算104.4蜗杆传动的设计计算104.4.1 选择蜗杆的传动类形 (11)4.4.2 材料的选择 (11)4.4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (11)4.4.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (12)4.4.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (13)4.4.6 验算效率 (14)4.4.7 精度等级公差及表面粗糙度的确定 (14)第5章第一自由度蜗杆轴部分的设计计算155.1轴的类型155.2 轴的结构设计及材料的选择165.3 轴直径及各段轴的长度和直径的确定175.3.1 确定轴的最小直径175.3.2 轴上各段长度和直径的初步确定175.4轴的载荷分析175.4.1 轴的受力确定175.4.2支反力的计算185.4.3 弯矩扭矩的计算195.5轴的校核205.5.1按弯扭合成应力校核轴的强度215.5.2 精确校核轴的疲劳强度21第6章第二自由度蜗杆轴部分的设计计算236.1轴的类型236.2轴的结构设计及材料的选择236.3轴直径及各段轴的长度和直径的确定246.3.1 确定轴的最小直径246.3.2轴上各段长度和直径的初步确定256.4 轴的载荷分析186.4.1轴的受力确定186.4.2 支反力的计算206.4.3弯矩扭矩的计算206.5轴的校核216.5.1按弯扭合成应力校核轴的强度216.5.2精确校核轴的疲劳强度 (30)第7章轴承的选择与校核247.1 轴承的选择327.2 轴承的校核32第8章附件设计318.1芯轴锁紧机构的设计318.2第一自由度蜗杆轴端键的设计 (32)8.2.1选择键连接的类型和尺寸328.2.2校核键连接的强度338.3机座的设计 (33)8.3.1 机架的设计 (33)8.3.2 对机座的要求 (33)8.3.3 结构尺寸 (33)第9章模具设计34第10章三维设计 (37)第11章运动仿真 (40)第12章数控加工 (41)结论57参考文献58致谢60第1章绪论1.1 课题背景在社会主义市场经济的今天，产品的市场竞争日趋激烈，在保证产品质量的前提下，如何扩大产品的加工范围和降低制造成本是提高产品竞争力的关键所在，产品成本一般包括原材料、工具损耗、机床折旧、工人工资和各项管理等费用，他们与劳动生产率密切相关，因此扩大机床加工范围，提高产品加工效率是降低产品成本最有效的途径。