可任意分度的插齿机齿轮加工回转工作台的设计

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。

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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。

大型齿轮加工机床回转工作台关键技术目前，我国正在大力发展海洋资源勘探装备、大型舰艇、风电、核电、高速机车、航空航天、军工和大型工程机械等新兴产业。

这些行业的快速发展对大型精密齿轮加工机床提出了迫切的市场需求。

图1所示为一款大型齿轮传动装置，大型齿轮位于动力传动关键环节，其加工需要大型数控齿轮加工机床。

而数控转台作为大型精密数控齿轮加工机床核心功能部件，起到承载工件、分度及传递精度的作用，要求转速范围宽、响应速度快、承载大及刚性高。

工作台参与联动加工，要求定位精度及重复定位精度高、响应快且运行平稳，其性能直接影响整机性能。

数控转台的研制是开发大型齿轮加工机床的关键。

图1 大型齿轮传动装置1.转台驱动技术大型齿轮加工机床回转工作台主要功能是承载工件并带动工件实现与刀具的相对运动。

根据加工方式的不同，转台的运动不同。

例如大型内齿轮铣齿机利用成形铣刀加工大型内齿，转台主要用于承载工件及分度。

大型数控滚齿机则要求转台与刀具在电子齿轮箱的匹配下构成内联系传动链，实现连续运转。

大型数控成形磨齿机则要求转台在加工斜齿轮时能够跟随砂轮在一定角度范围内往复运动。

通过对大型齿轮加工工艺分析，大型齿轮加工机床转台需要实现任意角度分度，为避免传动链加工误差对工件精度的影响，需要对转台进行全闭环控制。

大型齿轮自身质量大、惯量高，加工过程中需要的驱动转矩大，转台的驱动需要兼顾动力传递及精度传递。

（1）蜗轮蜗杆传动，蜗杆齿廓为连续螺旋面，啮合过程连续平稳、重合度高、冲击小及噪声低，是一种广泛应用的精密传动机构。

回转工作台要进行正向和反向的传动和定位，传动系统元件之间的间隙影响其精度，对转台的定位精度、双向重复定位精度、响应时间和运行平稳性等性能指标造成影响。

当采用机械传动链时，采用各种不同的结构，消除传动链间隙非常关键。

采用蜗轮蜗杆传动关键是合理的消隙技术。

为防止制造误差，尤其是齿距误差或者使用过程中的磨损造成过大的间隙，影响运动及精度的准确传递，因此分度蜗杆传动副的传动啮合间隙应尽可能调整到允许的最小值，且能够在使用过程中进行调整补偿。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)可任意分度的插齿机齿轮加工回转工作台的设计THE DESIGN OF GEAR PROCESSING ROTARY TABLE ON RANDOM INDEXING GEAR SHAPER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摘要插齿机作为齿轮加工机床的一种，已逐步体现出其加工的优越性，在滚齿机、铣齿机上无法加工的一些齿轮，如双联齿轮和内齿轮，在插齿机上可加工制造出来。

在本课题的设计中，采用步进电机控制回转工作台的转角。

在单片机的控制下，步进电机每秒钟发出的脉冲数决定了工作台的转位角度，使该插齿机成为真正意义上的可任意分度加工，进而可实现加工任意齿数的齿轮。

本课题所设计的回转工作台是用单片机作为控制系统来控制步进电机的转速，动力由步进电机发出，通过齿轮传动和蜗轮蜗杆传动，将动力传递到蜗轮上，蜗轮的转动再带动主轴转动，从而实现与主轴夹紧的工件的转动。

所设计的回转工作台实用、简单、可靠、效率高。

关键词步进电机；回转工作台；单片机；任意分度AbstractAs one kind of the gear finishing lathes, the gear shaper has manifested the superiority in processing gradually, on the gear-hobbing machine, the gear cutter cann’t be true, for exampl- e,the twin gear and the annular gear, but they can be processed on the gear shaper. In this design, I use a step-by-step the electrical machinery to control the corner of rotary table.Under the control of monolithic integrated circuit, the number of pulse of the step-by-step electrical machinery each second can be sent out to decide the rotary table’s indexing angle, making the gear shaper to become the random indexing processing in the true sense .And then, the gear processing which is mentioned willfully might be realized.The rotary table designed in this topic is controled by the monolithic integrated circuit to control the rotational speed of step-by-step electrical machinery, the step-by-step electrical machinery send out the power firstly, through the gear drive and the worm gear worm drive, then the power is transmisted to worm gear , and worm gear-rotating makes the main axle rotate the same time, and then,it comes to be realized that the work piece clamped with main axle come to rotate.In my opinion，this design of the rotary table is practical, simple, reliable, and the efficiency is high.Keywords step-by-step the electrical machinery the rotary table the monolithic integrated circuit random indexing目录1 绪论 (1)1.1 本课题的背景及应解决的主要问题 (1)1.2 本课题的研究目的和现实意义 (1)1.3 插齿概述 (2)1.4 插齿机类型与适用范围 (2)1.4.1 插齿机类型 (2)1.4.2 各种插齿机的适用范围 (3)1.5插齿机的工作原理及其参数 (3)1.5.1 插齿机的外观图 (3)1.5.2 插齿机的工作原理 (4)1.5.3 插齿机的参数 (5)2 设计方案选择 (6)2.1 分度工作台 (6)2.2 数控回转工作台 (6)2.2.1 开环数控转台 (6)2.2.2 闭环数控回转工作台 (7)3 工作台设计 (8)3.1 步进电机的选择与控制 (8)3.1.1 步进电动机的特点与种类 (8)3.1.2 步进电动机的选择 (9)3.1.3 步进电动机的控制 (9)3.2 蜗轮蜗杆设计计算 (14)3.2.1 蜗杆传动输入参数 (14)3.2.2 接触疲劳强度计算 (15)3.2.3 确定蜗轮蜗杆的主要尺寸 (16)3.2.4 确定蜗轮蜗杆的传动效率 (16)3.2.5 选择蜗轮蜗杆的精度等级 (17)3.2.6 蜗轮蜗杆传动的热平衡计算 (17)3.3 齿轮设计计算 (18)3.3.1 齿轮设计输入参数 (18)3.3.2 齿轮的材料及热处理 (18)3.3.3 齿轮的基本参数 (18)3.3.4 齿面接触疲劳强度校核 (20)3.3.5 齿根弯曲强度校核 (21)3.4 轴承设计计算 (21)3.4.1 轴承方案选择 (21)3.4.2 轴承动载荷和寿命计算 (22)3.5 箱体设计计算 (23)4 控制系统设计 (24)4.1 单片机 (24)4.2 驱动电路的设计 (24)4.3 电源电路设计 (25)4.4 程序设计 (26)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)附录1 (35)附录2 (42)1 绪论1.1本课题的背景及应解决的主要问题齿轮是重要的基础传动元件。

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。

[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。

2017年1月机床与液压Jan.2017第 45 卷第1期MACHINE TOOL &HYDRAULICS Yol.45 No. 1 D O I：10.3969/j. issn. 1001-3881. 2017. 01. 024可自动消隙的齿轮齿条驱动回转工作台的设计宫爱红，邱新桥(湖北汽车工业学院，湖北十堰442〇〇2)摘要：高精度的回转工作台是数控机床的不可缺少重要部件之一，在有些场合需要用到180°定角度转位的回转工作 台。

设计了一种利用液压缸驱动、齿轮齿条传动，可自动消除间隙的回转工作台。

该工作台主要包括工作台、箱体、抬升 驱动机构、回转驱动机构以及消隙机构等。

该回转工作台能实现定角度转位，自动消除间隙，并且传递扭矩大、结构简 单、传动精度高。

关键词：回转工作台；齿轮齿条机构；自动消除间隙中图分类号：T H6文献标志码：A文章编号：1001-3881 (2017) 01-099-2Design of Gear-rack Transmission Rotary Table Eliminating Clearance AutomaticallyG O N G Aihong,QIU Xinqiao(Hubei University of Automotive Institute,Shiyan Hubei 442002, China) Abstract：The rotary table with high precision i s an important indispensable part of numercial control (NC) machine tool, and a rotary table with a fixed angle translocation of 180° i s needed in some occasions. A gear-rack transmission rotary table eliminating clear­ance automatically was designed driven by hydraulic cylinder. The main parts included in the table were working table, machine box, uplift drive mechanism, slewing drive mechanism, and eliminating clearance mechanism, and etc. The fixed angle translocation was re­alized eliminating clearance automatically. I t can obtain large transmitted torque with simple mechanism and high transmission preci­sion.Keywords：Rotary table； Gear-rack mechanism； Eliminating clearance automatically〇前言高精度的回转工作台是数控机床的不可缺少的重 要部件之一[1]，可以扩大机床的工艺范围，缩短加工 中的辅助时间和提高零件的加工精度。

Y3150E滚齿机回转⼯作台的设计任务书论⽂（设计）题⽬：Y3150E滚齿机的转台设计学号：姓名：专业：指导教师：系主任：⼀、主要内容及基本要求本课题完成对Y3150E滚齿机转台系统的分析设计，主要完成转台系统主要技术参数确定，蜗杆轴承的设计计算。

需编写相应的设计说明书，并⽤⼆维软件绘制总装配图以及⾮标准件零件图。

⼆、重点研究的问题Y3150E滚齿机回转⼯作台的⼯作原理和机械结构的设计和计算，蜗杆传动的设计和蜗杆轴的强度校核、轴承的寿命分析计算。

三、进度安排四、应收集的资料及主要参考⽂献[1]齿轮⼿册编委会. 齿轮⼿册（第⼆版）[M]. 北京: 机械⼯业出版社, 2000(8).[2]杨春林,. 美国芝加哥国际制造技术展览会(IMTS2006)[M]. 世界制造技术与装备市场,2006(5): 45-46.[3]沈福⾦. ⽇本机床技术的发展动向[J]. 世界制造技术与装备市场, 2007(1): 60-68.[4]王红利. 从CIMT2007看齿轮加⼯机床的发展趋势[J]. 世界制造技术与装备市场,2007(3): 40-44.[5]李先⼴, 廖绍华. 从EMO2007看齿轮加⼯机床的发展[J]. 世界制造技术与装备市场,2008(1): 62-66.[6]李先⼴. 当代先进制齿及制齿机床技术的发展趋势[J].制造技术与机床, 2003(2): 66-68.[7]李先⼴. 当今制齿技术及制齿机床[J]. 现代制造⼯程, 2002(11): 66-68.[8]庄磊, 王珉, 左敦稳. 齿轮加⼯机床的发展特点及相关技术[J]. 江苏机械制造与⾃动化,2000(5): 9-11.[9]濮良贵, 纪名刚. 机械设计（第⼋版）[M]. 北京: ⾼等教育出版社, 2006(5).[10]吴宗泽. 机械设计师（上册）[M]. 北京: 机械⼯业出版社, 2002(1).评阅表学号姓名专业毕业论⽂（设计）题⽬：Y3150E型滚齿机的转台设计⽬录⽬录 ............................................................................................................................................ I V 摘要................................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................................ II 第1章绪论. (1)1.1 引⾔ (1)1.2 齿轮加⼯机床的国内外发展概况 (1)1.3 论⽂的主要构成 (3)第2章滚齿机的总体设计 (4)2.1 滚齿原理 (4)2.2 Y3150E型滚齿机的结构 (4)2.3 Y3150E型滚齿机技术规格 (5)2.4 回转⼯作台的⽅案设计 (6)2.5 回转⼯作台的设计结构 (6)2.6 本章⼩结 (8)第3章回转⼯作台传动部分的设计计算 (9)3.1 电动机的选择 (9)3.2 蜗杆传动的设计 (9)3.2.1 选择蜗杆传动的类型 (9)3.2.2 选择材料 (9)3.2.3 按齿⾯接触疲劳强度进⾏设计 (9)3.2.4 蜗杆与蜗轮的主要参数及⼏何尺⼨ (11)3.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (12)3.2.6 验算效率η (13)3.3 蜗杆传动的润滑 (13)3.3.1 润滑⽅法的选择 (13)3.3.2 润滑油的选择 (13)3.4 本章⼩结 (14)第4章回转⼯作台主要部件的设计计算 (15)4.1 蜗杆轴的结构设计 (15)4.1.1 蜗杆轴的最⼩直径计算 (15)4.1.2 蜗杆轴的强度校核 (16)4.2 轴承寿命分析 (17)4.3 本章⼩结 (20)总结 (21)致谢 (22)参考⽂献 (23)Y3150E型滚齿机的转台设计摘要我国作为⼀个制造业的⼤国，齿轮加⼯技术⽔平⼀直⽐较落后，要加⼯⾼精度的齿轮具有很⼤的难度。

2500mm数控滚齿机回转工作台设计摘要此次毕业设计的题目是2500mm数控滚齿机回转工作台设计。

通过对数控滚齿机回转工作台的设计，使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。

本设计研究的主要内容包括：确定数控滚齿机回转工作台的传动方案；数控滚齿机回转工作台静压系统设计；驱动力计算及其他相关计算；零件设计与校核；零件图的绘制与三维模型建立。

绘制装配图。

对于数控回转工作台的设计，首先，进行总体方案设计，传动方案采用齿轮传动和蜗杆传动；然后进行各零件的设计与校核，蜗杆与轴采用整体式结构；蜗轮与工作台采用螺钉连接；工作台的平衡通过止推轴承来保证；箱体由箱座、箱盖和顶盖组成，其中箱体上设计了圆台和加强筋；最后，对各零件进行装配。

数控滚齿机的圆周进给由回转工作台完成，回转工作台可以与X、Y、Z 三个坐标轴联动，从而加工出各种齿轮。

回转工作台可以实现精确的自动分度，提高了数控机床的精度。

目前，数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床。

关键词：数控回转工作台；齿轮；蜗杆；箱体；建模DESIGN OF 2500 CNC GEAR HOBBING MACHINEROTARY WORKTABLEABSTRACTThe topic of this graduation design is the design of 2500 CNC gear hobbing rotary worktable . Through the design of CNC gear hobbing rotary worktable, so that before the students entered the community, not only to design a CNC rotary worktable, but also can master the mechanical design of the methods and procedures. The main content of this design include: determining of the transmission scheme of CNC rotary worktable; design of pressure system ,calculation of driving force and the other related;design and check the parts; draw the part drawing and establish 3 d model; Draw the assembly drawing.The design of CNC rotary worktable, first of all, design of the overall , use of transmission scheme and worm gear to drive; then the design and checking of the parts, the whole worm and shaft structure; worm screw connection with the worktable; the balance of worktable through thrust bearings to ensure; box make up of the box seat, lid and cover, the box body is designed a cone and stiffener;finally, all the parts are assembled.The Circular feed of CNC gear hobbing machine is completed by rotary table rotary worktable ,with X, Y, Z three axis linkage to work out all kinds of gears. Precision rotary worktable can realize automatic indexing, so can improve the precision of CNC gear hobbing machine. Currently, the NC rotary table CNC boring and milling machines are mainly used.Keywords: NC rotary worktable; gear; worm; box; modeling符 号 说 明w p 工作所需功率,kWT 工作所需转矩，M N ∙w n 工作台转速，s m /w η 电动机效率，kW0P 电动机功率，kWη 总传动效率i 总传动比m P 电机额定功率，kW1T 小齿轮转矩，M N ∙a 中心距，mmm 模数，mmb 齿宽，mmK 载荷系数1d 分度圆直径，mmh 齿高，mmE Z 弹性影响系数[]H σ 许用应力，MPaS 安全系数Z 齿数v k 动载荷系数Z ρ 接触系数目录第一章绪论 ..................................................... 错误！未定义书签。

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=4q=d /m=80/4=206 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=12.562) 螺旋线导程:p =p ×z =15.4×4=12.563) 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=205) 蜗杆分度圆(中圆)直径: d (d )= d =qm=806) 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 =14.168) 法向基节:p =πm cosγ =12.129) 蜗杆齿轮顶高:h =h m=1×4=410 蜗杆齿根高:h =1.2m=4.811) 蜗杆全齿高:h = h + h =4+4.8=8.812) 顶隙:c =0.2m=0.813) 齿根圆半径:ρ =0.3m=1.214) 蜗杆齿顶圆直径:d =d +2 h =8815) 蜗杆齿根圆直径:d = d -2 h =70.416) 蜗杆齿宽:b =95蜗轮尺寸:1) 蜗轮中圆螺旋角:β =γ=2.86°2) 蜗轮分度圆(节圆)直径:d =m z =4×60=240mm3) 蜗轮中圆直径:d = d =240mm4) 蜗轮齿顶高:h =1×4=4mm5) 蜗轮齿根高:h =1.2×4=4.8mm6) 蜗轮全齿高:h =h =8.8mm7) 蜗轮齿顶圆直径:d =d+2ha=240+8=248mm8) 蜗轮齿根圆直径:df2= d -2h =240-9.6=230.4mm9) 蜗轮外圆直径:d = d +m=248+5=253mm10) 蜗轮齿宽:b =80.3mm（四）、蜗轮带动工作台转动需克服的力:滚动导轨的摩擦系数为:f=0.0025～0.005取:f=0.005工作台重量为:50㎏×9.8=490N摩擦力:则可知:周向力F=G?f=490×0.005=2.46N（五）、蜗轮蜗杆的支承结构:蜗杆及蜗轮的支承通常都采用滚动轴承,蜗杆支承跨距L1应尽量紧凑。

数控机床分度工作台设计摘要本论文对数控机床分度工作台进行了设计，通过研究分度工作台的基本原理，结合数控、液压驱动、齿轮传动等知识，设计出一种运用于加工中心的数控机床分度工作台。

为了提高工作台的分度精度，本设计采用了多弹性齿减小累积误差的原理，设计出半弹性齿的工作台分度装置。

这种弹性齿分度精度高、制造成本低、经济效益好，今后将会在数控机床上得到广泛的应用。

关键词：分度工作台；数控；液压；齿轮；弹性齿The design of hydraulic CNC indexing workbenchAbstractThis paper design on the work bench of CNC indexing，it will design a kind of application to the hydraulic CNC dividing workbench through the research on the basic principle of the indexing of workbench, combined with the knowledge of CNC, hydraulic drive of, and gear transmission, and so on. In order to improve the precision and indexing of the workbench, this design makes use of the principle of elastic gear to reducing error and it will design a half elastic indexing equipment of workbench。

The cost of this elastic gear is low and the efficiency of the economy is good as well as the indexing and precision, which will apply widely on CNC lathe in the future.Keywords: indexing workbench, CNC, Hydraulic, Gear, Elastic gear1绪论1.1前言数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。

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 11004020406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。

编号：毕业设计(论文)说明书题目：在分度机构旋转工作台的设计学院：机电工程学院专业：机械电子工程学生姓名：学号：指导教师单位：机电工程学院姓名：职称：题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发2013年5月30日摘要本课题研究的题目为在分度机构回转工作台的设计，此工作台配合激光焊接机共同使用。

本课题的设计从激光焊接的特点出发，针对焊接时焊枪不宜360度全方位旋转与焊接时速度不宜过快等特点，设计出一个能在水平工作面带动工件360度全方位旋转的工作转台，同时为了能提高焊接加工的效率，工作转台设计为多工位旋转工作台。

从而达到一次性装夹多个工件进行加工。

相对于传统机械分度头，操作方便，分度精度高，生产效率高。

本工作台的工作原理：首先从加工零件的装夹出发，设计加工的零件为圆柱体，装夹机构分为主动顶杆与从动顶杆，从动顶杆可在水平方向移动一定距离，装夹时，工件水平放置与主动顶杆与从动顶杆之间，由动顶杆提供夹紧力讲工件夹紧。

然后是工作台工位的布置，工作转台为两对称分布的圆盘，中间由一空心轴连接，工位则均匀的分布在圆盘上面。

最后是工作台的运转，工作台运转可分为公转与自转，自转体现在工位的自转，带动工件自转完成焊接；公转体现在工作转台的旋转，实现加工工位之间的转换。

公转采用间歇式旋转，而其停顿的时间恰为工位自转一周所用时间。

公转的间歇式运动由步进电机实行。

关键词：分度回转工作台；多工位；公转与自转AbstractThe topic of this topic research for dividing mechanism in the design of the rotary table，The workbench with common use laser welding machine.This topic design starting from the characteristics of laser welding,For welding when the welding torch is unfavorable and 360 - degree rotating and welding velocity shoulds not be too fast and other characteristics,Design a 360 - degree can drive in a horizontal face workpiece rotating turntable work, at the same time in order to improve the efficiency of the welding processing, multiple location rotary worktable turntable design work. So as to achieve more than one-time clamping the workpiece for machining. Compared with traditional mechanical dividing head, easy operation, high indexing precision, high production efficiency.This workbench works: first, starting from the clamping of machining parts, design machining parts for the cylinders, the clamping mechanism is divided into driving plunger and driven push rod, driven push rod can move in horizontal distance, the clamping, the workpiece is placed and active between plunger and driven push rod, provided by the moving plunger clamping force of clamping workpiece. Workbench station layout, and then works turntable disc into two symmetrical distribution, center consists of a hollow shaft connection, location is evenly distributed on the disc. Finally workbench, the workbench is running can be divided into the revolution and rotation, the rotation is in the location of the rotation, drive the workpiece rotation to complete welding; The work embodied in the rotation of the turntable, realize conversion between processing station. Revolution of using intermittent rotation, and rotates the pause time to station used time. Revolution of intermittent movement by stepper motor.Key words:Indexing rotary table; Transfer; The revolution and rotation目录引言 (1)1.1 国内外转台简介 (1)2 工作台的方案设计及相应尺寸设计 (1)2.1 设计要求 (1)2.2 设计方案的选择 (2)2.3 设计方案的确定 (3)2.4 工作台台体设计计算 (4)2.4.1 初定工位数 (4)2.4.2工位滚动轴承的选择 (4)2.4.3 工作台台体尺寸的确定 (6)2.4.4 工作台的设计 (7)3 工作台动力系统设计 (7)3.1 传动比的设定 (7)3.2 公转与自转时的最大回转速度 (8)3.3 步进电机选择 (8)4 齿轮减速机构的设计 (9)4.1 自转工作台用于驱动工位自转的齿轮设计 (9)5 蜗轮蜗杆设计 (10)5.1 公转蜗轮蜗杆设计 (11)5.1.1.选择蜗杆传动类型 (11)5.1.2.材料的选择 (11)5.1.3.按齿面接触疲劳强度进行设计 (12)5.1.4校核蜗轮抗弯强度 (14)5.1.5 蜗杆、蜗轮股部分尺寸的计算 (14)5.1.6热平衡计算 (15)5.2 自转蜗轮蜗杆设计 (15)5.2.1 选择蜗杆传动类型 (15)5.2.2.材料的选择 (15)5.2.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (15)5.2.4校核蜗轮抗弯强度 (17)5.2.5 蜗杆、蜗轮股部分尺寸的计算 (17)5.2.6热平衡计算 (18)6 轴的设计 (18)6.1 主轴的材料选取 (18)6.1.2 初步估算轴的最小直径 (18)6.1.3按扭转强度校核轴的强度 (19)6.1.4 按弯扭组合校核轴的强度 (19)6.1.5 拟定装配方案 (19)6.1.6 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (19)6.1.7 计算过程 (20)6.1.8按弯扭合成应力校核轴的强度 (22)6.1.9精确校核轴的疲劳强度 (22)6.2 蜗杆传动轴的设计 (24)6.2.1 轴的材料选取 (25)6.2.2 初步估算轴的最小直径 (25)6.2.3按扭转强度校核轴的强度 (25)6.2.4 按弯扭组合校核轴的强度 (25)6.2.5 拟定装配方案 (25)6.2.6 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (26)6.2.7 计算过程 (26)6.2.8 按弯扭合成应力校核轴的强度 (28)6.2.9 精确校核轴的疲劳强度 (29)7 顶杆的设计 (31)7.1 主动顶杆的设计 (31)7.2 从动顶杆设计 (32)8 轴承设计 (33)8.1 计算过程 (34)8.1.2 轴承的轴向力计算 (34)8.1.3 轴承的当量动载荷 (34)8.1.4轴承的动载荷C (35)8.2其他轴承的选择 (35)9 法兰设计 (35)10 键的选择 (36)10.1 公转蜗轮键连接 (37)10.2 工作转台键连接 (37)11 螺纹连接 (38)11.1螺栓连接的设计 (38)11.1.1螺栓组的设计 (38)11.1.2 螺栓受力分析 (38)11.1.3 确定螺栓直径 (39)11.2 螺钉连接的设计 (39)12 箱体的设计 (40)12.1箱体的主要功能 (40)12.2箱体的分类 (40)12.3 箱体结构设计 (41)13 润滑 (41)14 总结 (41)谢词 (43)参考文献 (44)引言旋转工作台是各种机床上必不可少的配件，目前应用在各种铣床、数控机床和激光焊接机床上，它配合步进电机的自动分度加工再继续领域有更大的应用。