数控机床回转工作台的设计NX

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。

1.1 数控机床的发展

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，高档采用动力型刀架，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加。但是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，它常被使用于卧式的镗床和加工中心上，可提高加工效率，完成更多的工艺，它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。本课题主要介绍了它的原理和机械结构的设计，并对以上部分运用AUTOCAD做图,最后是对数控回转工作台提出的一点建议。

第2章总体方案

2.1 总体设计:

1.蜗轮蜗杆传动设计(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)。

2.步进电动机的选择(磁阻式步进电动机由于其结构简单，性能可靠，分辨率高等优点，故选择磁阻式步进电动机)。

2. 控制系统设计(包括机械部分和电机控制部分）。

3.单片机的选用（MCS-51单片机）。

4. 编写程序。

第3章蜗轮蜗杆传动设计

4.1 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。

4.2 蜗杆蜗轮材料的选择:

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。

4.3 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

6tanγ=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

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=240mm

3)蜗轮中圆直径:d = d =240mm

4)蜗轮齿顶高:h =1×4=4mm

5)蜗轮齿根高:h =1.2×4=4.8mm

6)蜗轮全齿高:h =h =8.8mm

7)蜗轮齿顶圆直径:d =d+2ha=240+8=248mm

8)蜗轮齿根圆直径:df2= d -2h =240-9.6=230.4mm

9)蜗轮外圆直径:d = d +m=248+5=253mm