1、 - 1 - 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
2、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 轴齿轮传动的设计 14 3.5.1 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
3、 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 - 2 - 3.7.1 轴步进电机的选择 21 3.7.2 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
4、工作台轴结构设计 . 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 - 1 - 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。数控旋转二轴工作台作为数控机床辅助部件进一步扩大了数控机床工 艺范围，提高了数控机床加工效率。对于自动换刀的加工中心来说，数控旋转二轴工作台 已成为一个必不可少的部件。所以，提出了数控旋转二轴工作台为设计课题。 数控旋转二轴工作台C轴由步进电机驱动,经过齿轮减速器和大降速传动比的蜗轮蜗杆 传动最终驱动旋转工作台，B 轴由步进电机驱动，经过齿轮减速直接驱动工作台旋转。开 环数控旋转二轴工作台，要求它的传动系统中没有间隙，否则在反转时产生误差而影响定 位精度。在整个设计过程中，消间隙是非常重要的，C 轴主要采用双导程渐厚蜗杆轴向移 动的方法来消除蜗杆和蜗轮的齿侧间隙，B 轴是通过多层叠合齿轮消隙机构来消除齿间间 隙。按照标准齿轮不产生根切原则确定齿轮齿数并验算齿轮模数。蜗轮蜗杆根据闭式蜗杆 传动的设计原则，按齿面接触疲劳强度进行设计和计算。 本毕
