CNC320立式数控转台设计说明书.doc

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1、0/35机电工程学院机电工程学院毕 业 设 计 说 明 书毕 业 设 计 说 明 书设计题目设计题目:CNC320CNC320 立式数控转台设计立式数控转台设计学生：学生：辉辉辉辉学号：学号：1 1专业班级：专业班级：机制机制 Y1208Y1208指导教师：指导教师：王宗才王宗才20162016 年年5 5月月2828 日日1/35目目录录第第 1 1 章章 引言引言 11.1设计要求 11.2设计思路 11.3设计准那么 1第第 2 2 章章 总体方案论证总体方案论证32.1数控转台的布局 32.2驱动元件的选择-32.2.1 步进电动机 32.2.2伺服电动机 32.3传动方案确实定 42

2、.4工作台的制动-52.5工作台的定位 7第第 3 3 章章 数控转台的零件设计数控转台的零件设计83.1伺服电动机确实定-83.2齿轮传动机构的设计 83.2.1齿轮的设计 83.2.2齿轮机构的消隙 103.3蜗轮与蜗杆传动机构的设计 103.3.1蜗轮与蜗杆的设计 103.3.2蜗轮蜗杆副机构的消隙 123.4蜗杆轴的计算与校核 133.4.1轴的结构设计 133.4.2轴的计算与校核 133.5轴承的选用 163.5.1轴承的类型 163.5.2轴承的配合 163.5.3 轴承的润滑 163.5.4轴承的密封 163.5.5轴承的预紧 162/353.6夹紧力的计算-16第第 4 4

3、章章 数控转台的控制系统设计数控转台的控制系统设计18第第 5 5 章章 数控转台的三维造型数控转台的三维造型195.1蜗轮的三维造型 195.2蜗杆的三维造型 215.3工作台的三维造型 235.4底座的三维造型 245.5底座与工作台的装配 245.6夹紧瓦的三维造型 24结论结论27设计总结设计总结28致致29参考文献参考文献303/35摘要摘要为了使一些特殊的零件能够在普通机床上加工出来，减少零件的加工费用，扩大机床的加工性能是非常有必要的。这就要求数控机床不仅要满足可以沿三个坐标轴做直线进给运动的要求，还必须满足可以绕三个坐标轴可以旋转的要求。数控机床的圆周进给运动，一般由数控回转工

4、作台简称数控转台来实现。数控回转工作台是数控铣床，数控镗床，加工中心等数控机床不可缺少的重要部件，其造型与普通的工作台没有很大的差距，他与通用机床最大的不同之处是它的驱动是伺服系统的驱动方式。当控制装置发出一个信号时数控转台会根据指令做回转分度，以使机床准确地完成加工工序。数控回转工作台分为开环和闭环两种。闭环数控回转台的结构和开环数控回转台几乎一样，其主要差异在于闭环数控回转台有圆感应同步器来进展角的测量。关键词：关键词：数控回转工作台；蜗杆传动；间隙消除；蜗轮加紧0/35AbstractAbstractIn order to make some special parts can be m

5、ade in the general machine tool,reduce the parts processing costs,enlarging the machine processing performanceis very necessary.This is needed for NC machine tools not only have three axeslinear feed motion,also need to have around three axes feed circular motion,respectively.NC machine tool feed mo

6、tion,generally consists of the NC rotarytable NC rotary table)to achieve.The NC rotary table is a CNC milling machine,CNC boring machine,machining center,CNC machine tools is an indispensableimportant component,its type and ordinary table does not have a large gap,he and general machine tool the big

7、gest difference is the driver servo systemdriven.When the control device to send a signal to the NC rotary table willaccording to instructions to do rotary indexing,to make the machine accuratelycomplete machining process,CNC rotary worktable for open loop and closed-loopcontrol.Closed loop NC rotar

8、y table structure and open loop NC rotary tableis almost the same.The main difference lies in the closed loop NC rotary tablehas a circular grating to measure angle.Keywords:Keywords:nc rotary table;worm drive;clearance elimination1/350/35第第 1 1 章章 引言引言此次毕业设计的题目是立式数控转台的设计，数控转台是一种能够根据系统发出的信号指令能够自动分度的

9、转台，它可应用在铣床、车床上。数控转台的使用可以使加工零件的程序指令更加简单化，通过这次的设计，我们可以对机床，加工中心有深一步的了解，更能了解机床的主轴部件，刀库，夹具之间的相互配合。在大学我们学过了好多的专业课程，譬如机械制图，机械原理，材料力学，几何量公差，机械设计，机械制造技术根底等等。同样，我们也做过一些课程设计，但这些课程设计只是针对设计或制造中的单方面，我们并没有把所学的知识串起来，然而这次的毕业设计，那么考验的是我们的设计计算能力，工程图的绘制能力，文字表达能力，数据处理等根本能力。在设计中，我们还需要参考一些外文文献。这也考验了我们外文资料翻译能力。所以说这次的毕业设计，是一

10、个非常艰巨而且有意义的任务。1.11.1设计要求设计要求1.转台的最大直径为320mm，能单独在机床的原工作台上使用；2.转台由伺服电机驱动，系统有关参数能够显示出来；3.转台能够实现顺、逆两个方向的转动，转台可以连续旋转，也可以作为分度台使用要求设置四个分度按键；4转台能够实现加减速控制；5转台最高转速不低于 15r/min，定位精度不低于 1；6.最大驱动转矩不低于 700NM,最大承载重量 250kg。1.21.2 设计思路设计思路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局部，设计思路是先原理后结构，先整体后局部，先确定总体传动方案，然后根据任务书上的要求，进

11、展计算，确定零件的型号以与尺寸，最后在对各零件的强度和刚度进展校核。1.31.3 设计准那么设计准那么1创造性的利用所需要的物理性能2分析原理和性能3判别功能载荷与其意义4预测意外载荷5创造有利的载荷条件6提高合理的应力分布和刚度1/357重量要适宜8应用根本公式求相称尺寸和最正确尺寸9根据性能组合选择材料10零件与整体零件之间精度的进展选择11功能设计应适应制造工艺和降低本钱的要求2/35第第 2 2 章章总体方案论证总体方案论证2.12.1数控转台的布局数控转台的布局我本次毕业设计设计的是立式数控转台，立式数控转台的总体布局见图 2-1，图 2-1立式数控转台的总体布局2.22.2驱动元件

12、的选择驱动元件的选择2.2.12.2.1 步进电动机步进电动机步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制的步进电机。步进电机有以下特点:1)优秀的起停和正反转响应；停止时，可有自锁功能。2由于速度正比于脉冲频率，因而有比拟宽的转速围。3外表不允许较高的温度。4力矩会随转速的升高而下降。数控回转工作台对电机的平稳性的要很高的，而步进电动机一个最大的缺点就是在工作时振动较大，从这一点上不选择步进电动机。2.2.22.2.2 伺服电动机伺服电动机伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机。直流伺服电动机上的电刷和换向器的给直流伺服电动机带来了以下几个棘手的问题。第一，电动机结构复杂；第

13、二，电刷和换向器的滑动会产生阻力因此可能会破坏电动机的平稳性。而交流伺服电机在这一点上满足设计的要求。交流伺服电机自诞生以来，它的开展速度很快，结构3/35和性能都得到了很大的改善，已经完全可以使用在工业上，与直流伺服电机相比拟而言，交流伺服电机有很多的优点。数控转台，是一个精细传动机器，它对传动精度要求很高，所以选用普通电动机无法满足其要求，伺服电机又称执行电动机。伺服电动机将电压信号转化为转矩与转速来驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并且能快速响应，在自动控制系统过程中，用来作为执行元件，且线性度比拟高、时间常数小、始终把接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或者角速度来作为输出

14、。伺服电机有以下特点：系统发出一个指令，伺服转动一个角度，由于交流伺服电动机是一个闭环的系统，其转动的角度的结果会被系统收到，然后转动角度的结果与系统发出的指令进展比拟，如果转动角度不够，伺服电机会继续同方向的转动。如果转动的角度过大，伺服电机会反方向的转动，用这样的方法来实现数控转台的准确定位。综上所述，电机应选用交流伺服电机。2 2.3.3传动方案确实定传动方案确实定数控转台相当于数控机床的第四轴，它的传动的均匀性，平稳性，准确性对加工的零件的质量有很大的影响。为此要选择一个合理优越的传动方案。为此，本文提出了三个传动方案。方案一：一级高速级和二级低速级均为齿轮传动。如图 2-2 所示。图

15、 2-2方案一传动示意图方案二：一级高速级为蜗杆传动，二级低速级为齿轮传动。如图 2-3 所示。图 2-3方案二传动示意图方案三：一级高速级为齿轮传动，二级低速级为蜗杆传动。如图 2-4 所示。4/35图 2-4方案三传动示意图方案一传动效率虽然高但它的致命缺陷是：总传动比小，不能为工作台提供 700NM这么大的扭矩。方案二结构复杂，不易实现。方案三与方案二看起来差不多，主要区别是方案三的一级减速是通过齿轮来实现的，然后再通过蜗轮蜗杆减速。如果一级减速用蜗轮蜗杆副，由于转速太高，会对蜗杆造成大程度的损害。综上所述，应选用方案三。先通过齿轮减速，再通过蜗轮蜗杆减速。2 2.4.4工作台的制动工作

16、台的制动在加工零件的过程中，工作台一般会受到力等的作用而发生移动。在加工生产中，工作台不能放松，工作台一放松加工零件极大可能不满足要求，所以说转台的夹紧同传动机构一样是非常重要的。工作台的夹紧有好几种方法，可以采用手动夹紧见图 2-5，也可以利用液压缸夹紧。手动夹紧的夹紧力不大，不稳定，并且用数控转台加工零件时，需要不断地夹紧和拆卸工件。这就增加了工人的劳动强度。而采用液压缸夹紧，那么解决了这些问题。由于工作台和蜗轮通过螺栓连接起来的，所以对蜗轮进展夹紧就可以对工作台进展夹紧，在本次设计中利用液压缸来实现夹紧，夹紧机构如图 2-6 所示。夹紧原理：夹紧原理是，液压缸的一腔腔进油迫使活塞杆向下运

17、动，活塞杆迫使滚珠向下运动，滚珠使两个夹紧瓦一个向右运动，一个向左运动，从而达到夹紧蜗轮的作用，同时也夹紧了工作台。当工作台需要转动时，系统发出指令，液压缸停止进油，压紧弹簧放松，使滚珠向上运动，从而放松蜗轮和工作台。1.回转工作台2.锁紧螺栓3.顶块4.锁紧螺母5/35图 2-5手动加紧示意图图 2-6夹紧机构示意图2 2.5.5工作台的定位工作台的定位每个数控机床的工作台都有 T 型槽见图 2-7，这有 T 型槽都是有国家标准尺寸的，在数控转台上设计两个 U 型槽，使两个 U 型槽之间的距离为 P 的整数倍，然后通过螺栓将转台与数控机床连接在一起，T 型槽尺寸见表 3-1图 2-7T 型槽

18、示意图这次设计的工作台直径为 320mm,选 T 型槽的间距为 40mm，选 p 为 9，得两个 u 型槽的距离为 40X9=360mm。6/35表 2-1T 型槽尺寸第第 3 3 章章 数控转台的零件设计数控转台的零件设计3 3.1.1 伺服电动机确实定伺服电动机确实定1.初步选 BONMET 牌电动机2.根据技术参数确定电动机型号设计参数minminmin,/15Trn700NM。根据公式 p=Tw,又 w=2n,得出wp=1.008kw,通过计算得到电动机传到工作台的总效率为 0.76，得到kwppw32.1/根据表 3-1选用型号为 SM-130-100-15LFB 的电动机。它的根本

19、参数为,10,5.1NMTkwP?N=1500r/min,根据要求可得min,/15/1500minrin,70010minNMTi可以计算出 i的取值围为70到 100。选总传动比 i 为 90。单级圆柱齿轮减速机的直齿传动比最大为5，当传动比过大时，大小齿轮的分度圆的直径相差太大，润滑，安装等各个方面都不适宜。当蜗轮蜗杆机构传递力时，最好的传动比为 10 到 40。在这里选齿轮的传动比1i为 3,蜗轮蜗杆的传动比302i。表 3-1交流伺服电机型号表7/353.用驱动转矩对电动机校核查设计手册有联轴器的传动效率为 0.99，轴承的传动效率为 0.98，齿轮的传动效率为 0.98，蜗轮蜗杆的

20、传动效率为 0.8，所以经过一系列的传动，最后传到工作台的功率为 1.1kw。由公式 T=9.55np,T=700.3NM。符合要求。3.23.2 齿轮传动的设计齿轮传动的设计3.2.13.2.1 齿轮的设计齿轮的设计1.选择齿轮类型，精度等级，材料与齿数1选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取为 20 度。2根据设计手册，选用 7 级精度的齿轮。3材料选择。选择小齿轮材料为 45 钢调质，齿面硬度为 280HBS,大齿轮材料为 45 钢调质，齿面硬度为 280HBS。4选小齿轮齿数为1z=22,大齿轮齿数为2z=1ix1z=66。其中31i。2.按齿面接触疲劳强度设计(1)由公式 dt 1321)(

21、12HEHdHtZZZuuTK计算小齿轮分度圆直径1确定公式中的各参数值试选 KHt=1.3计算小齿轮传递的转矩。T1=9.55P/n=9550Nmm查选齿宽系数d=1由图查得区域系数HZ=2.5由表查得材料的弹性影响系数EZ=218.189 MPa8/35由公式34aZ计算Z,最后算出Z=0.873计算接触疲劳许用应力H由 图 查 得 大 齿 轮 和 小 齿 轮 的 接 触 疲 劳 极 限 分 别 为,550,6002lim1limMPaMPaHH由公式hnjLN60，得92911044.1,1032.4NN由设计手册得接触疲劳寿命系数95.0,90.021HNHNKK。取失效概率为 1%，

22、安全系数S=1。有如下式子得SKHHNH/1lim1,MPaH5401,MPaH5232，取两者中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即H=MPaH52322)试算小齿轮的分度圆直径dt 1321)(12HEHdHtZZZuuTK得出 dt 1=22mm。模数 m=11zdt,得出 m=1齿宽2b=1dd=22mm，mmb271得mmmzdmmmzd66,222211中心距.442/)(21mmdda3,用齿根弯曲疲劳强度校核设计的齿轮取 齿 形 系 数,23.2,65.221FaFaYY应 力 修 正 系 数76.1,58.121sasaYY取MPaMPaFF380,5002lim1li

23、m。88.0,85.021FNFNKK。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式,/lim?SKFFNF求得FF,所以满足强度要求。4，几何尺寸计算小齿轮齿顶圆直径mmda241齿根圆直径mmdf5.191大齿轮齿顶圆直径mmda682齿根圆直径mmdf5.6323.2.23.2.2 齿轮的消隙齿轮的消隙齿轮机构的消隙：齿轮机构的消隙方法有好多种。在本次设计中我采用的是偏心套调整法见图 3-1，因为它的结构比拟简单，此调整方法的原理是当有间隙时用工具拨动偏心环，偏心环的转动可以调整两齿轮的中心距，从而消除齿侧的间隙。9/35图 3-1偏心套消隙3.33.3 蜗轮与蜗杆传动的设计蜗轮与蜗杆传动的设计

24、3.3.13.3.1 蜗轮蜗杆的设计蜗轮蜗杆的设计1.选择蜗杆传动类型根据 GB/T 10085，采用渐开线蜗杆2，选择材料由于蜗杆传动功率不大，速度不大，所以蜗杆用 45 钢。同时蜗杆螺旋齿面淬火，硬度达到 45-55HRC,涡轮用铸锡磷青铜。3，按齿面接触疲劳强度进展设计根据闭式蜗杆传动的设计准那么，先按齿面接触疲劳强度进展设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由公式22212480HZKTdm(1)确定作用在涡轮上的转矩2T选,21z估取效率8.0，那么22621055.9nPxT=630300Nmm(2)确定载荷系数 K因工作载荷稳定，那么,1K取15.1AK,又由于转速低冲击小，取;05.1

25、vK那么21.1VAKKKK(3)确定弹性影响系数EZ查表得EZ=21160MPa10/35(4)确定涡轮齿数2z根据前面的计算，302i。2z=6021iz，(5)确定许用接触应力H查表得涡轮的根本许用应力H=268MPa应力循环次数72000000602HLjnN寿命系数78.0720000001087HNK那么MPaKHHNH209(6)计算12dm值算的12dm值为1115.1666mm3因,21z根据设计手册取模数m=4mm,蜗杆分度圆直径为 31mm。4，蜗轮蜗杆的主要参数1中心距a=mmdd1252/212)蜗杆轴向齿距;5.12 mmpa齿顶圆直径;391mmda齿根圆直径;2

26、11mmdf分度圆导程角 361811?o?；(3)蜗轮蜗轮分度圆直径mmmzd24022蜗轮喉圆直径mmhddaa2482222蜗轮齿根圆直径mmhddff2302222蜗轮咽喉母圆半径225.0agdarmm115,校核齿根弯曲疲劳强度FFaFYYmddKT221253.1当量齿数63.63cos322zzv根据63.632vz，查得齿形系数28.22FaY。螺旋角系数9192.01401oY许用弯曲应力 FNFFK由表查得涡轮的根本许用弯曲应力为 56MPa寿命系数61.0720000001096FNKMPaKFFNF33，MPaF298.20弯曲强度是满足的。3.3.23.3.2 蜗轮

27、蜗杆结构的消隙蜗轮蜗杆结构的消隙11/35蜗杆传动配合常采用来对空间上两交织轴传递运动和动力，它的优点是 1，传动比大，传递比围大最小传动比为 7，最大传动比可为 80。2，由于两零件的啮合面为线接触，所以其承载能力比交织轴斜齿轮高。3，蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮的啮合是循序渐进的，传动平稳，噪声低。蜗轮蜗杆机构的消隙：在设计中，采用的是双导程蜗杆涡轮消隙见图 3-2，通过移动蜗杆来调整间隙。双导程蜗杆两侧面具有不同的螺距，蜗杆齿厚是逐渐变化的。由于同一侧的螺距是一样的的，所以仍然可以与蜗轮保持着正常的啮合。在调整时先放松压块，然后动调整环，使调整发生轴向移动，这就可以消除间隙了，当间隙消除

28、之后再锁紧压块，防止松动。蜗轮蜗杆的消隙是非常重要的，所以在设计中应对蜗杆消隙的结构做出详细的设计，然后在检验此结构能消除多大的间隙，最终能否达到转台分度的要求。图 3-2双导程蜗杆蜗轮消隙双导程蜗杆好处是：啮合间隙可调整的很小，根据研究人员多年来的测量数据，传动缝隙可以小到 0.01mm,而普通蜗轮蜗杆副的缝隙高达数百倍，由于数控转台对分度精度高的要求也让我们看到了双导程蜗杆的优点，普通蜗杆是通过蜗杆沿涡轮的径向运动来消缝隙，这就使传动机构的中心距发生了变化。中心距的改变会加剧磨损齿面，对机构造成破坏。3.43.4 蜗杆轴的计算与校核蜗杆轴的计算与校核3.4.13.4.1 轴的结构设计轴的结

29、构设计蜗杆轴的形状如图 3-3 所示12/35图 3-3蜗杆轴的形状3.4.23.4.2轴的计算与校核轴的计算与校核1,求每个轴上的功，转速，转矩传动轴：kwpp47.11359.99550111nPT蜗杆轴：kwpp41.12077.289550222nPT2，初步确定轴的最小直径根据公式3minnPAdo,求得mmd91.10min1mmd45.16min23，求蜗轮在蜗轮轴上的力蜗轮轴所受的力如图 3-4 所示图 3-4蜗轮轴受力示意图NdTFt8102111NdTFa32902222由11rFt22rFt得NFt36882NFFtr26720tan11o13/35NFFtr50020t

30、an22o4，做出弯矩扭矩图在竖直方向上进展受力分析，如图 3-5图 3-5竖直方向上受力情况得出弯矩图，如图 3-6图 3-6竖直方向上的弯矩图在水平方向上进展受力分析，如图 3-7图 3-7水平方向上的受力情况得出弯矩图，如图 3-814/35图 3-8 水平方向上的弯矩图得出总的弯矩图，如图 3-9图 3-9总弯矩图5，做出扭矩图，如图 3-10 所示图 3-10扭矩图6，用弯曲应力校核轴的强度在进展校核时，只校核轴上最危险的截面。根据式子WTMca32)(,取6.0，计算得MPaca8.31。选择轴的材料为 45 钢，调质处理，查得MPa601，1ca，故设计的轴是安全的。3.53.5

31、轴承的选用轴承的选用3.5.13.5.1 轴承的类型轴承的类型15/35根据设计的容与要求，选择轴承的型号依次如下：双列圆柱滚子轴承GB/T272-1993，轴承代号为 NN3500；圆锥滚子轴承(GB/T 297-1994),轴承代号为 30205；深沟球轴承GB/T 276-1994,轴承代号为 6004；推力球轴承GB/T 301-1995,轴承代号为 51208；滚针轴承GB5801-1994,轴承代号为 NA4907。本次在中心轴上选用圆锥滚子轴承，因为此类轴承不仅可以承受轴向载荷也可以承受径向载荷。在蜗杆轴上采用滚针轴承和推力球轴承，滚针轴承仅能承受径向载荷，推力球轴承仅能承受轴向

32、载荷。3.5.23.5.2 轴承的配合轴承的配合轴承是标准件，为了使轴承与其他的零件保持互换性，孔与轴的配合用基孔制，外壳与孔的配合用基轴制。3.5.33.5.3 轴承的润滑轴承的润滑润滑对滚动轴承是非常重要的，润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，散去热量还可以防止空气中的氧气腐蚀轴承。轴承的润滑方式常用的有两种，即脂润滑和油润滑。采用哪种的润滑方式主要与速度有关。在这里选用脂润滑。3.5.43.5.4 轴承的密封装置轴承的密封装置为了防止外界环境中的酸气，氧气，腐蚀剂，灰尘等物质进入轴承中，对轴承造成损害。对轴承做个密封措施是非常有意义的。在这里采用密封圈来保护轴承。3.5.53.5.5 轴承的预紧

33、轴承的预紧为了使轴承转动平稳，可靠，对轴承进展预紧是非常重要的，预紧后的轴承刚性更强，可以减小轴的震动，在设计中采用轴间和螺母对轴承预紧。3.63.6 夹紧力的计算夹紧力的计算一个液压缸尺寸的设计计算：1.活塞：钢筒、活塞材料均为 45 钢，通过查机械设计手册45 钢的抗拉强度 600MPa，全系数为 1.5，许用应力：600/1.5=400MPa；活塞直径为 10mm。2.缸筒直径大小：根据机械设计手册选取液压缸的钢筒径 d=10mm。3.活塞行程：确定活塞行程：5mm。4.活塞重量计算：16/35G=/41010159107.83109.8=0.15.弹簧的计算：根据机械设计手册选弹簧截面

34、直径 d=1mm，弹簧中径 2.5mm，弹簧有效圈数为4，每圈弹簧刚度 32.4n/mm，整根弹簧的刚度 K=32.4/4=8.1n/mm。6.夹紧力计算：弹簧预计压缩量 S=G/K=1.36/8.1=0.012mm活塞行程 L=5mm，所以弹簧力为：tF=K(S+L)=8.1(5+0.012)=40.5972N查机械设计手册得液压缸系统压力为 P=6MPa，效率=0.9.那么液压缸夹紧力F=(/42D-2dP-tF)F=(/4151560.9-40.5972)=1720N摩擦力为：f=F=0.61720=1032N其中，取夹紧瓦与蜗轮的摩擦系数为 0.6.由于工作台使用 4 个一样的液压缸进

35、展加紧，总夹紧力：F=10324=4128N由初始条件可以确定数控转台的负载转矩是：700NM。由公式FLM 其中 L=150mm计算出NMM7121015041283.算出的 M 值大于 700NM。所以，设计的液压缸符合要求。第第 4 4 章章 数控转台的控制系统设计数控转台的控制系统设计数控转台可以通过一个操作面板来进展控制，控制面板包括数字键，回 0 按钮键，显示器开关按钮，报警信号灯，正反转按钮等，转台需要反复的正反转，通过按操作面板上的正反转按钮就可以实现正反转。当加工零件需要旋转时，在操作面板上输入一个角度，转台就可以转动，数控转台里面都有一个圆光珊，它用来对位置进展检测，当系统

36、发出一个指令，伺服电机转动一个角度，由于交流伺服电动机是一个闭环的系17/35统，其转动的角度的结果会被系统收到，然后转动角度的结果与系统发出的指令进展比拟当转台转过的角度有误差时，圆光珊会检测到误差，把信号发馈给伺服电机，伺服电机会根据信号弥补误差。转台转动的角度过大时，伺服电机会反方向转动，转台转动的角度过小时，转台会继续转动，通过这样的方法来提高定位精度。第第 5 5 章章 数控转台的三维造型数控转台的三维造型我使用的软件为 5.0，由于本次设计的使用到的零件有 55 个，还由于时间和篇幅的有限，我就对一些典型的零件比如蜗轮蜗杆的设计做一个详细的介绍。5.15.1 蜗轮的画法蜗轮的画法1

37、8/351先画一个高 40，直径为 248 的圆柱体，画圆柱体我采用的是拉伸的画法，现在 front 面，草绘一个直径为 248 的圆，截图如 5-1图 5-1草绘环境2然后拉长 40 毫米，得到如 5-2 的图形图 5-2圆柱造型19/353然后再在顶面画一个直径为 190 的圆，再通过切除材料拉伸，得到一个环形物体，如图 5-3图 5-3环形造型(4)然后再在底面画一个直径为 240 的圆通过去材料拉伸得到如图 5-4 的物体，这一个步骤的目的是，给蜗轮制造一个凸起的台子，这样就可以通过两个夹紧瓦来夹紧蜗轮了。最后一步就是画齿了，proe 中画齿的有以下几个步骤1 定义蜗轮模数，齿数，齿宽

38、等参数；2使用方程创建出渐开线作为齿廓线；3利用拉伸特征，创建单个轮齿；4利用阵列命令，完成所有齿的创建，然后为阵列数量添加关系；最后得出蜗轮的形状如图 5-520/35图 5-5蜗轮的造型蜗轮的画法就完成了，5.25.2 蜗杆轴的画法蜗杆轴的画法下面再对蜗杆的三维造型做个详细的介绍。蜗杆是通过 5 次拉伸得到的一个阶梯轴。1)先拉伸一个直径为 24 长 94 毫米的圆柱体，如图 5-6图 5-61 次拉伸图2)然后再拉伸一个直径为 31 长 42 毫米的圆柱体.如图 5-721/35图 5-72 次拉伸3)再拉伸一个直径为 24 长 68 毫米的圆柱体如图 5-8图 5-83 次拉伸图4)再

39、拉伸一个直径为 19 长 30 毫米的圆柱体如图 5-9图 5-94 次拉伸图5)最后再拉伸一个直径为 16 长 14 毫米的圆柱体。如图 5-1022/35图 5-105 次拉伸图6)然后再对两头倒圆角如图 5-11图 5-11倒圆角造型图7)最后再通过螺旋扫描，加工出螺纹。5.35.3工作台的造型工作台的造型先画一个直径为 271.923 的圆，然后拉伸 15mm,得到一个圆柱体，如图 5-12，图 5-121 级圆柱体然后再画一个直径为 320 的圆，再拉伸 15mm,得到如下列图5-13的形状图 5-132 级圆柱体再画工作台上面的 T 型槽，就可以得到工作台的立体造型了。如图 5-1

40、4图 5-14工作台三维造型5.45.4底座的三维造型底座的三维造型数控转台的底座是非常复杂的，我利用屡次的拉伸和旋转得到其三维造型的，我就直接截一底座的三维图形，见图 5-15图 5-15底座的三维造型23/355.55.5底座与工作台的装配底座与工作台的装配先创建一个装配文件，然后导入底座和工作台，如图 5-16图 5-16导入元件然后再两次添加匹配约束，就可以把底座和工作台装配在一起了，装配图如图 5-17图 5-17底座与工作台的装配图装配完后再分解形成一个爆炸视图，如图 5-18图 5-18爆炸视图5.65.6夹紧瓦的三维造型夹紧瓦的三维造型接下来我在简单的介绍一下夹紧瓦的造型，我这

41、次设计使用的两个夹紧瓦都是环形的，我一开始造出来的夹紧瓦发现两个夹紧瓦没法固定滚珠，滚珠可以在夹紧瓦上来回移动，然后又在夹紧瓦上面挖了一个孔。夹紧瓦 1 造型图如图 5-19，夹紧瓦 2 的三维造型如图 5-20。图 5-19夹紧瓦 1 三维造型24/35图 5-20夹紧瓦 2 三维造型数控转台的其他零件也是通过这种方法创造出来的，将所有的零件通过各种约束组装在一起，proe 中的比拟常用的约束有匹配，对齐，插入，相切等，通过这些约束组装零件，最后就可以得到数控转台的三维实体。结论结论本次毕业设计作为大学生涯的最后一个大作业，工作量之大不言而喻。从开始做到现在已经做了两个月了，每天虽说不是朝五

42、晚九的做，但也是一直在认真的进展设计钻研。本次设计还是有亮点的。比如在轴与轴的连接方面，本次设计用锁紧销代替了联轴器。结构简单并且所占空间比拟小。设计的不足之处还是不少的，下面我就对两个重要的问题来详细说一下。第一：箱体的结构设计的不合理，薄厚不均匀，并且结构太过复杂，不太容易制造出来。第二：所用的螺栓直径过于偏小，但这并不影响连接的强度。25/35经过三个月的努力，我完成了我的毕业设计。在此我首先感我的指导教师王宗才教师和在毕业设计过程中给我帮助过的同学们。为了完成这次毕业设计，我广泛参考了相关的设计实例和各种数据资料，在指导教师的精心指导下，克制了许多困难，也学到了很多知识。通过这次毕业设

43、计，我重新巩固了大学四年以来学习的相关知识，使它们成为一个系统，并让我养成刻苦钻研与认真严谨的精神，这次毕业设计考察了我综合应用理论知识解决问题的能力，这在以前是没有过的。毕业设计不仅仅是一次作业，更是在毕业前的一次大阅兵，我们应该在现有技术条件下有一定的创新，使自己的毕业设计有一定的前瞻性。这次毕业设计不仅使我对所学的专业知识有所巩固提高，而且通过 CAD 画图，我在软件画图方面有了长足开展。学以致用是学习的最终目标，通过这次毕业设计，我将以前学到的知识运用到实践中，解决了不少以前课堂理论学习时的疑惑。由于我的水平有限，在设计中难免存在一些不足之处，还请各位教师多多指出，并予以指导建议，在此

44、表示衷心的感！设计总结设计总结用了两个多月的工作，终于把这个设计做完了，收获颇多。从这次设计中我学到了很多东西，最大的收获是学会了蜗轮蜗杆的设计，在大三的机械设计这门课时，虽然学习了蜗轮蜗杆，但在做减速器课程设计时，没有用到蜗轮，这也是那次课程设计的一个遗憾之处，这次毕业设计让我更加深入地了解了蜗轮的设计。另外，我更熟练的使用 AutoCad 这个软件。本次绘图都是在电脑上完成的，电26/35脑绘图是非常方便的。可以很轻松的对图修改。另外，装配图的明细表可以直接调出来，不用手工制作。还有设计要求要画出三维图，但由于本人的 proe 水平不高，没有很准确的做出三维图。这也是一个遗憾，在以后的时间

45、中我会好好学习 proe 这个软件。把自己的绘图水平提高上去。虽然三维造型做的不好，但我还是有必要说一下我的收获和不足之处，下面我就以蜗轮蜗杆这两个典型的零件做一个说明，蜗杆是一个阶梯轴，它是通过屡次拉伸画出其造型的，最难的是蜗杆螺纹的画法，我在大三上学期的学过现代设计方法这门课，也学习了螺纹的画法，但现在几乎已经忘得差不多了，然后自己去图书馆借了一本 proe 书，书虽然接到了，我按照书上的步鄹画螺纹，但最后还是没画出来，最后我又请教了同班的同学，终于把螺纹画出来了，过程是很坎坷的，我相信我以后再也不会忘记螺纹的画法了。蜗轮的造型对我来说就更困难了，它的造型方法有以下几个步鄹：1，创建分度圆

46、 2，画渐开线 3，镜像渐开线 4，拉伸成实体 5，阵列蜗轮齿 6，创建齿轮的中间孔，并且用参数和关系式来控制相关的尺寸。虽然，三维实体造型完成的不好，但我从中更深入地了解了 proe 这个软件的实用性与强大性，以后我会好好地学习这个软件的。这次毕业设计画图都是在 autocad 这个软件上进展的，在网上搜关于这个软件的功能时发现了原来 cad 还可以利用程序画图，这就是它的二次开发的功能，利用它的二次开发，可以在几秒的时间把一个复杂的图形绘制出来。毕业设计做完的同时也意味着自己的学生生涯完毕了，但我的学习生涯还没完毕，“学到老，活到老是我的人生格言。致致毕业设计到这个阶段，以算根本完成了，在

47、这里我要感在设计中对我帮助和鼓励的教师和同学，我要对他们真诚地说一声“您们的帮助和支持。我首先要感的是我的辅导教师我最敬爱的教师王宗才教师，王教师知识非常渊博。由于本人在大学四年的学涯中，学的不深入，我整个大学学习状态根本上是有课就去上课，没课就在宿舍里宅着，虽说没有挂过科，但所学的知识在学期完毕之后就根本忘完了，更没有把所学知识串联起来，所以在设计中总会遇到各种各样的困难难以解27/35决，但幸运的是在我设计遇到困难难以前进时，王教师总会给我告诉我一些解决方法，这些方法有的在课本上也没有见到过，作为学机械的我们学知识不应只从课本上学习，毕竟课本只是我们学习的一种参考，从课本中，我们更应该学的

48、是学习的方法，以后毕业到社会中，我们还要学习更多的知识，俗语说得好“活到老，学到老所以当我们真正到社会上时，就没有课本让我们学习了，这时候我们就要用从课本上学到的方法来解决问题。每次问王教师问题时，他总是很耐心地对我讲解，说话语气是很和气的，我们不仅是学习上的师生关系，更是生活中的朋友关系。当我们犯很大的错误时，他也会很严厉的斥责我们，有时候发起火来的王教师也会让我们感到很害怕，其实我们都知道严厉也是对我们好，在校园里我们做学生的犯错误，教师会批评我们，给我们指出错误，但当毕业后，我们再犯错误，就不会有人给我们指正错误了。所以说王教师即使我们的教师，也是我们的朋友。其次我还要感和我同组的廖杰同

49、学，廖杰同学思维很缜密，当我们在一起讨论问题时，他很有自己独特的见解，总是会说出一些很巧妙合理的方案，我也从他身上学到了很多的东西。除了廖杰同学，我们班的其他同学也给了我很多的帮助。我和他们一起做毕业设计，一起讨论问题，虽然有时候会有分歧，严重的时候还得吵得不可开交，但这不会影响我们友谊的，和他们一起做设计，虽然每天都很忙，但我感觉这样的生活，这样的学习才会充实，才更有意义。毕业设计作为大学最后一个作业，我很认真的做完了学生时代的作业。当刚开始做这个作业时，真的感觉无从下手，以前也没见过转台，然后我们去图书馆找了相关资料查数控转台。从 4 月份开始才有点头绪，然后慢慢地静下心来设计了。最后我要

50、感机电工程的所有师生，感他们抽出他们宝贵的时间来评阅我的说明书。参考资料参考资料1 成大先.机械设计手册M.:化学工业,2007：52-722 福生主编.数控机床技术手册M.:出版,1996.13 吴宗泽，机械设计课程设计手册M.:高等教育，2006:58-1024 王宗才主编.机电传动与控制.：电子工业，2011.65 濮良贵，纪名刚.机械设计M.:高等教育，2006:186-3836 熊光华主编.数控机床M.机械工业,2001.28/357 佳主编.数控机床与应用M.清华大学,2001.78 书华主编.数控机床与编程M.机械工业,2003.79 王爱玲主编.现代数控机床M.国防工业，200