回转工作台设计

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。

工件外形如下图1所示

图1

（2）运动和动力参数

主轴转速范围：小于10转/分。

检测时间：17s/件。

（3）主要结构参数

工作台宽度200mm。

3、设计要求

要有自锁功能。

传动部分要消除侧隙。

设计必须充分考虑零件加工、装配、调整、测量、维修、操作的工艺性。

4、生产条件

单件或小批量生产。

3设计任务

1、装配图一张。

2、画出主要零件工作图。

3、设计计算说明书一份，包括系统结构介绍；设计技术要求；

总体结构设计；精度刚度计算。

二、设计步骤

1、夹紧机构的设计

为实现夹紧工件与第四工位顶出工件，故设计如图2的结构，凸

轮的转动带动推杆的左右运动，推杆向右运动时可将工件的夹紧，推杆向左运动时可将工件的放松与定出。

图2

但由于夹紧装置两边均是活动的，故不能保证工件夹持位置的精度。为了保证装夹精度，所以将夹紧与定位装置设计如下图3.偏心轮转动带动直线导轨的直线运动以实现工件的夹紧与顶出。

图3

2、定位装置的设计

为了保证装夹位置的精度要求，将定位装置设计成如下图4.地平面限制三个自由度，侧面限制二个自由度，相切面限制一个自由度。定位装置通过螺栓固定于转动圆盘上。定位装置上设置有一短横梁以防止工件的上翘。

图4

3、偏心轮设计

直线导轨端部设置滚动轴承以滚动摩擦代替滑动摩擦。偏心轮作

为推动直线导轨直线运动的源件，必须保证偏心轮与直线导轨的一直接触，所以在偏心轮上设置有槽。其结构如下图5。

图5

4、直线导轨的选型

根据工作台的尺寸，选择MGN 12C型直线导轨。导轨参数如图6.

图6

5、轴承的选择

滚动轴承选择型号MR106ZZ，外径10mm，内径6mm，4个。

推力球轴承外径为24mm，内经10mm，2个。

键的选择根据轴的直径10，键宽为4，高为4 ，长为10。

6、转动圆盘的设计

为了减轻工作台的质量及材料成本，在圆盘上设置有四个圆孔。圆盘上设置有诸多螺栓空以固定直线导轨的滑块和定位装置。结构如图7.

图7

7、装配图

8、零件图的绘制

定位装置的零件图绘制

偏心轮零件图绘制

转动圆盘零件图绘制

主轴零件图绘制

四、心得体会

这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务，更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛。

对于课程设计，我只能说我已经尽了我最大的努力。这就是我最好，最出色的设计。过程我只能用不堪回首来形容，但是结果确实意义重大的。我付出了远比设计内容更多的毅力与决心。而我也应该保留这份精神，继续奋斗。

感觉设计对我们这些刚刚入门汉就是按照条条款款依葫芦画瓢的过程，有的时候感觉挺没有劲的。反正按照步骤一定可以完成设计任务，其实不然。设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解，去分析，去取舍。就拿电动机型号选择来说，可以分别比较几种型号电动机总传动比，以结构紧凑为依据来选择；也可以考虑性价比来选择。前者是结构选择，后者确实经济价格选择。而摆在我们面前的却是两条路，如何将两者最优化选择才是值得我们好好深思的。

通过这次的设计，感慨颇多，收获颇多。更多的是从中学到很多东西，包括书本知识以及个人素质与品格方面。感谢杨老师的辛勤指导，也希望老师对于我的设计提出意见。

课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间三周。但是通过本次每天都过得很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。