回转工作台装配图A0
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
2.2数控回转工作台
数控回转工作台的功用有：
（1）使工作台进行圆周进给完成切削工作；
（2）使工作台进行分度工作。
它按照控制系统的指令，在需要时候完成任务。其作用是既能作为数控机床的一个回转坐标轴，用于加工直线、曲线、圆弧或与直线坐标轴联动加工曲面，又能作为分度头完成工作的转位换面。这正式本设计所需要的。
再看数控回转工作台与分度工作台的区别，数控回转工作台，从外形上看，与分度工作台没有什么区别，但在结构上有以下一系列特点，现就开环数控工作台和闭环数控工作台分述如下：
2.2.1开环数控转台
开环系统数控转台是由传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置等组成。数控转台一般由电液脉冲马达或功率步进电机驱动，当接到控制系统的回转指令后，首先要把蜗轮松开，然后开动电液脉冲马达，按照指令脉冲来确定工作台回转的方向、回转的速度快慢、回转的角度大小以及回转过程中速度的变化等参数。当回转工作台回转完毕后，再把蜗轮夹紧恢复到原来的位置。数控转台的分度定位是按控制系统所指定的脉冲数来决定转位角度的，没有其他的定位元件。因此，对开环数控转台的传动精度要求高，传动间隙应尽量校
数控回转工作台既没有鼠牙盘，也没有定位销，它的定位精度完全是由控制系统来决定的。因此，对于开环系统的数控回转工作台，要求它的传动系统中没有间隙，否则在反向时产生传动误差而影响定位精度。
当工作台静止时，必须处于锁紧状态。为此，在蜗轮底部的辐射方向装有八对夹紧瓦，并在底座上均布同样数量的小液压缸。当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞便压向钢球，撑开夹紧瓦，并夹紧蜗轮。在工作台需要回转时，先使小液压缸的上腔接通回油路，在弹簧的作用下，钢球抬起，夹紧瓦将蜗轮松开。
回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴承及双列向心圆柱滚子轴承保持准确的回转中心。数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因而必须采用高精度蜗杆副。在半闭环控制系统中，可以在实际测量工作台静态定位误差之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记忆在补偿回路中，由数控装置进行误差补偿。在全闭环控制系统中，由高精度的圆光栅发出工作台精确到位信号，反馈给数控装置进行控制。
回转工作台设有零点，当它作回零运动时，先用挡铁压下限位开关，使工作台降速，然后由圆光栅或编码器发出零位信号，使工作台准确地停在零位。数控回转工作台可以作任意角度的回转和分度，也可以作连续回转进给运动。
这种数控回转工作台的驱动采用开环系统，其定位精度主要取决于蜗杆蜗轮的运动精度，虽然采用高精度的五级蜗杆蜗轮副，但还是不能满足机床的定位精度。因此还需要借助于数控装置进行误差补偿。
回转工作台的导轨面是由大型滚柱轴承支承，径向又有圆锥滚子轴承及双列向心圆柱滚子轴承保证回转平稳，并有上述强力夹紧机构。因此回转工作台的刚度很好。
2.2.2闭环数控回转工作台
闭环数控回转工作台一般采用直流或交流伺服电机驱动，其结构与开环数控转台大致相同。区别在于：闭环数控回转工作台有角度测量元件（圆光栅或圆感应同步器）。所测量的结果反馈与指令进行比较，按闭环原理进行工作，使回转工作台定位精度更高。
总结，对以上三种方案进行分析，它们各有优缺点，为了达到设计要求，我选择开环数控回转工作台。另外，为了消除蜗轮副的传动间隙，采用双导程蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置来调整间隙。
在此设计中将采用此结构来控制工作台绕Z轴的转动，采用步进电机驱动，通过变速齿轮和蜗杆传递动力给大蜗轮，从而带动附加工作台在Z轴方向的旋转。
文件列表
蜗杆零件图A1
蜗轮零件图A1
箱体零件图A0
