多用途分度装置(车、铣、钻附件)分析设计毕业设计说明书.docx
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1、分类号:密级:毕业论文/设计题目:多用途分度装置(车馀钻附件)分析设计系别:矿业工程系专业年级:机械设计制造及自动化18级姓名:学号:指导教师:2022年6月本次毕业设计的题目是设计。通过对机床用多功能度装置的设计,使得即将毕业的大学生不仅能够设计机床多功能度装置,还能够在毕业以前加深熟悉机械设备设计的办法和流程。本次毕业设计的主要内容包括:确定机床多用途设备的传动计划方案;推动力测算和其它有关测算;零件的设计和检测;制作零件和cad零件图。针对机床多用途设备的设计,首要进行总体方案设计,传动方案选用齿轮传动和蜗杆传动;随之对所有的零件开展设计和强度校核,蜗杆和轴采用整体结构;蜗轮与工作台采用
2、螺钉连接;使用止推轴承确保工作台的平衡;箱体由箱座、箱盖和顶盖组成,其中箱体上设计了圆台和加强筋;最终,对各零件进行装配。关键词:机床用多功能度装置;齿轮;蜗杆;箱体AbstractThegraduationdesigntopicisinclinedweldingrotaryworktabledesign.BytheNCrotarytabledesign,makethestudentsstepintothesocietybefore,notonlytodesignNCrotarytable,andcanmasterthemechanicaldesignmethodsandsteps.Thema
3、incontentsofthereseai,chinclude:identificationofNCrotarytabletransmissionscheme;drivingforcecalculationandotherrelatedcalculation;componentdesignandverification;partsdrawingandassemblydrawing.ForNCrotarytabledesign,firstofall,fortheoverallprogramdesign,transmissionschemeadoptsgeartransmissionandworm
4、drive;andpartsofthedesignandverification,thewormandwormgearshaftadoptsanintegralstructure;andtheworktableadoptsscrewconnection;workingtablebalancethroughthethrustbearingtoensuretheboxbodycomprisesaboxseat;,aboxcoverandatopcover,whereintheboxbodyonthedesignoftheroundtableandthestiffener;finally,thepa
5、rtsareassembled.KeyWords:Rotarytable;gear;worm;boxin摘要VIIAbstractVIII目录IX第1章机床用多功能度装置的总体设计121.1 机床用多功能度装置设计的主要内容121.2 机床用多功能度装置的总体布局121.3 机床用多功能度装置概况131.4 设计准则131.5 主要技术参数14第2章机座设计151.1 设计要求152. 2方案设计15第3章旋转部分的设计163.1设计要求163. 2转盘设计163 .3传动方案及其分析164 .4步进电机的原理183 .5传动方案及其分析194 .6伺服电动机的原理203. 7传动方案及其分析
6、20第4章转轮组的设计224. 1设计要求224.2齿轮传动的设计224.2.1选择齿轮传动的类型224.2.2选择材料224.2.3按齿面接触疲劳强度设计224.2.4确定齿轮的主要参数与主要尺寸234.2.5校核齿根弯曲疲劳强度234.2.6确定齿轮传动精度234.2.7齿轮结构设计234.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算234.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核254.4.1选择蜗杆传动类型254.4.2选择材料254.4.3按齿面接触疲劳强度设计254.5蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸264.5.1蜗杆264.5.2蜗轮24.6轴承的选用274.6.1轴承种类274.6.2轴承空隙和轴上
7、零件的配备274.6.3翻转轴承密封装置28第5章装配图的绘制29第6章机床用多功能度装置的原理30第7章对分度装置典型零件进行选材及工艺路线分析32致谢36参考文献37V多用途分度装置(-车、铳、钻附件)分析设计1机床用多功能度装置的总体设计1.1 机床用多功能度装置设计的主要内容通过对机床多功能度装置的设计,使学生熟悉机电一体化系统软件中机械结构的设计全过程,以及掌握制作2D图型或利用AutoCAD建立三维实体模型的能力。对机床多功能度装置的设计主要目的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。基本任务及
8、要求(1)熟悉机床多功能度装置自身的特性,明确设计要求。(2)拟订机床多功能度装置的总体方案(机械部分)。(3)进行机械部分的结构设计。1.2 机床用多功能度装置的总体布局机床多功能度装置的外形与通用工作台几乎相同,但其驱动是伺服控制系统的驱动方式。它可以与其它伺服进给轴联动。它的进给、分度、转位、精准定位和锁住都由给定的命令进行控制。传动齿轮降速后,工作台的运动由交流伺服电机从蜗杆传送给蜗轮。为了更好地消除蜗杆副的传动空隙,采用双螺距渐厚蜗杆,通过移动蜗杆的轴向位置来调整间隙。这种蜗杆左右两侧具有不同的螺距,因此蜗杆的齿厚从头到尾逐渐增厚。但由于同侧的螺距相同,因此任然可以保证正常的啮合。当
9、工作台静止不动时,务必使其处于锁紧状态。因此,蜗轮底端切向有8对夹持瓦,一样数目的小液压油缸联合分布在基座上。当工作压力油连接小液压油缸胸腹腔时,活塞杆压着钢球,开启夹持瓦,夹紧蜗轮。当工作台必须旋转时,小液压油缸的胸腹腔与泵油回路相接。在弹簧片的效果下,钢球被伸出,卡瓦松掉蜗轮。机床多功能度装置的滑轨面由大中型滚柱轴承支撑点,角接触球轴承和调心轴承径向圆柱滚子轴承维持精准旋转。机床多功能度装置的精确度关键在于蜗杆副的转动精密度,因而需要选用高精密的蜗杆副。在半自动控制系统中,具体精确测量工作台的静态数据精准定位偏差后,就可以明确要赔偿的视角部位和赔偿值,这种值将存放在赔偿回路中,由机械设备开
10、展赔偿。在全自动控制系统中,高精密圆光栅尺传出工作台的准确部位数据信号,意见反馈给机械设备开展操纵。1.3 机床用多功能度装置概况伴随着市场经济的发展趋势,机床用多功能度装置愈来愈普遍地运用于各个领域。机床多功能度装置是一个可以完成圆上走刀和测量范围健身运动的工作台。常常用在多种类型的设施上,可以高效率加工,进行大量工艺流程。关键由驱动力、传动齿轮、蜗轮蜗杆传动、工作台等部份构成,能清除空隙,扭紧蜗轮。它是一种十分适用的加工专用工具。本次毕业设计主要解决机床用多功能度装置的工作原理和机械设备的设计方案测算。设计构思是先原理后结构,先整体后局部。目前,机床用多功能度装置已广泛运用于数控机床和加工
11、中心,其总的发展趋向是:1 .规格型号将向两边拓宽,即开发设计小型和大中型转台;2 .特性层面,将产品研发钢质蜗轮,大幅度提高工作台转速比和旋转工作台承载力;3 .方式上,再次产品研发两轴连动、多轴平行面转动的数控转台。数控转台市场需求分析:伴随着我国制造行业的发展,为了更好地扩张加工范畴,愈来。愈规定配备第四轴或第五轴。预估近些年,数控转台的加工中心将做到每年600台左右。1.4设计准则造技我们的设计过程中,遵守以下几条设计准则:(1)创造性的利用所需要的物理性能。(2)剖析原理和性能。(3)区别功能载荷及其意义。(4)预测分析出现意外负荷。(5)创造有利的载荷条件。(6)提高合理的应力分布
12、和弯曲刚度。(7)重量要适合。(8)运用基本上公式计算寻找适宜的尺寸和最佳尺寸。(9)根据性能组合选择材料。(10)在零件和整体零件之间选择精度。(11)功能分析应达到生产制术和降低成本的要求。1.5主要技术参数(1)回转半径:400mm(2)重复定位精度:0.005mm(3)电液脉冲马达功率0.75kw(4)电液脉冲马达转速3000rpm(5)总传动比:72.5(6)最大承载重量100kg212机座设计1.1 设计要求底座作为机床多功能度装置设计的主要部件,在作业途中既要满足承受静、动载荷的要求,又要达到相关设备的安装与连接要求,同时为焊接作业给予必要的操作空间。底座是一个相对独立的造构件,
13、其设计最先要达到机床多用途装置设计技术方案的规定,随后要符合相关标准和规范,最后要融合生产加工生产制造安装的水准。2. 2方案设计底座的结构特征:底座的设计通常与机床多用途装置的整体方案设计方案息息相关。在机床多用途装置的整体方案设计方案中,通常将计划方案做为一个总体来考虑到,其构造应达到电机设备的安装和联接规定。在互相考虑到的历程中,现阶段机床的多用途装置和底座已经建立了各种各样构造。依据结构形式和吊装方式,关键有下列几类:叠箱座关键由上下箱座和钻台部件构成。为了更好地达到机床多用途装置底座的相对高度和运输要求,伴随着机床多用途装置水准的提升,叠箱底座的结构层次慢慢提升。手弹弓式弹弓式底座是
14、依据平行四边形的健身运动原理,运用机床多用途装置的驱动力和专业配置的驱动力,根据底座的走动系统软件或调节绳系统软件带动底座的调节绳,使底座和桌面上机器设备总体从低位挪动到工作中地方的构造。转动底座构造的鲜明特点是机床的多用途装置坐落于底座的下底座,维持了手弹弓底座的平行四边形健身运动原理,与此同时解决了手弹弓底座可靠性相对性较弱的缺陷。伸缩式底座主要运用于多用途机床,其优点是根据立杆的落地式来达到升高或降低的规定,达到多用途机床的电焊规定。可折叠底座根据平行四边形原理。底座在安装使用时处在低位,在运行时处在低位。吊装方式包含起重机吊装、液压油缸吊装等。3旋转部分的设计2.1 设计要求机床多功能
15、度装置一般由原动机、传动装置和工作台构成。传动装置在原动机和工作台中间传送活动驱动力,并能完成测量范围健身运动。本问题中,原动机选用液压推杆单脉冲电机,工作台为T型槽工作台,传动装置由齿轮传动和蜗轮蜗杆传动构成。有效的传送方案关键达到下列规定:(1)机械设备的基本功能规定:应达到工作台的输出功率、转速比和活动类型的规定。(2)工作中标准规定:如办公环境、场所、工作规范等。(3)工作中特性规定:确保运行靠谱,传动系统高效率。(4)构造工艺性能规定;如构造简易、规格紧密、应用维护保养便捷、工艺性能好、经济发展合理性等。3. 2转盘设计方案一种用来固定工件作回转焊接工作的回转盘,包含旋转工作台、地脚
16、螺栓、调整地脚螺栓和锁紧螺栓。在其中,转盘下端口的轴插进汽车底盘上的孔中,转盘顶部正中间开有置放测量仪器的T型槽,卡紧块安装在槽中。本产品适合作为转动专用工具,用以在转动历程中固定不动产品工件。3. 3传送方案以及剖析如下图所示,数控车床多用途设备有二种传动系统方案:方案一是第一级和第二级为齿轮传动;第二种方案是一级齿轮传动和二级蜗轮蜗杆传动。图3-1传动方案第一种方案的最大的缺陷是:1.总传动比小;2、占有空大;3操作台只有进行转动作用,不可以自锁。第二种方案尽管传送高效率低,但以上三种作用都可以自锁。因而,机床多功能度装置的传动方案为方案二:伺服电机一齿轮传动一蜗杆传动一操作台。传送方案剖
17、析如下所示:该传动齿轮承载力高,传动健身运动精确稳定,传动输出功率和轴向速率范畴大,传动高效率,结构紧凑。蜗杆传动具备下述特性:1 .传动比大,大学毕业能超过1000以上。与别的传动方式对比,在同样的传动比下,它的体型更小,构造更紧密。2 .传送畅顺。蜗轮是持续的螺旋齿轮,与蜗轮的齿合是持续的。因此传动稳定,噪音低。3 .它可以自锁。当涡杆的螺距角低于蜗轮间的等效电路内摩擦角时,假如涡杆是推动件,便会自锁。这类蜗杆传动常见于机器设备中。4 .高效率低,制造成本高的蜗杆传动:带自锁的蜗杆传动因为滚动速度更快,齿面磨擦损坏大,高效率在0.7-0.8上下,带自锁的蜗杆传动高效率仅有0.4上下。为了更
18、好地降低磨擦和耐磨性能,蜗轮通常由贵的稀有金属做成。从以上研究可以得到,传动齿轮传动放到传动系统软件的快速环节,蜗杆传动放到传动系统软件的慢速环节,因而传动方案更加有效。如下图,电动机由降速传动齿轮推动,降速传动齿轮推动蜗轮旋转,进而使操作台旋转。3.4步进电机的原理步进电机是一种电磁感应执行器,可以将数据脉冲信号转化成转动或平行线增加量健身运动。为单脉冲电动机的每一个转动轴键入一个步进电机视角增加量。电动机的总拐角与脉冲信号数正相关,相对应的转速比在于脉冲信号的工作频率。步进电机是机电一体化商品中的核心部件之一,通常用以精准定位操纵和稳速操纵。步进电机具有惯性小、精度等级高、无积累偏差、操纵
19、简便等特性。广泛运用于机电一体化商品,如:数控机床机床、包装设备、电脑外设、打印机、传真机等。在挑选步进电机时,最先要保证步进电机的功率超过负荷所需要的输出功率。挑选输出功率步进电机时,最先要测算机械结构的负荷转距。电动机的矩频特点能达到机械设备负荷,并有一定的裕度确保其靠谱运作。在具体运行环节中,各种各样工作频率下的负荷转距务必在矩频特点曲线图的范畴内。一般来说,静转距Mjmax大的电机负载转矩大。挑选步进电机时,横距角应与机械结构相符合,以得到机床需要的单脉冲剂量。在机械设备传动全过程中,为了更好地使单脉冲剂量更小,一是可以更改滚珠丝杠的分度圆直径,二是可以根据步进电机的细分化推动来进行。
20、可是细分化只有更改屏幕分辨率,不可以更改精密度。精度由电动机的本身特点决策。在挑选输出功率步进电机时,应可能机械设备载荷的惯性力和机床需要的启动工作频率,使步进电机的惯性力频率特点有一定的裕度配对,使其最大效率和持续输出功率达到机床迅速活动的必须。3. 5传送计划方案以及剖析机床用多功能度装置的传动计划方案是:液压推杆单脉冲电机一齿轮传动一蜗杆传动一工作中。传送计划方案剖析如下所示:该传动齿轮承载力高,传动健身运动精确稳定,传动输出功率和轴向速率范畴大,传动高效率,结构紧凑。蜗杆传动具备下述特性:1 .传动比大在分度机构中可以超过1000以上。与别的传动方式对比,在同样的传动比下,它的体型更小
21、,构造更紧密。2 .传送畅顺。蜗轮蜗杆是持续的螺旋齿轮,与蜗轮蜗杆的齿合是持续的。因此传动稳定,噪音低。3 .它可以自锁。当涡杆的螺距角低于蜗轮间的等效电路内摩擦角时,假如涡杆是推动件,便会自锁。这类蜗杆传动常见于机器设备中。4 .高效率低且制造成本高。蜗杆传动的特性是齿面滚动速率高,磨擦损坏大,因此高效率在0.7-0.8上下,带自锁的蜗杆传动高效率仅有0.4上下。为了更好地降低磨擦和耐磨性能,蜗轮蜗杆通常由贵的稀有金属做成。从以上研究可以得到,传动齿轮传动放到传动系统软件的快速环节,蜗杆传动放到传动系统软件的慢速环节,因而传动计划方案更加有效。与此同时,机床多用途装置构造简易,有开环增益机床
22、多用途装置和闭环控制机床多用途装置二种。这2种种类各有特色:开环增益机床的多用途装置开环增益机床的多用途装置和开环增益平行线走刀一样,可以用液点单脉冲电动机和输出功率步进电机推动。闭环控制机床的多用途装置闭环控制机床的多用途装置和开环增益机床的多用途装置基本相同。不同点取决于,用以闭环控制机床的多用途机器设备具备用以转动视角的精确测量元器件(环形光栅尺)。根据意见反馈,将检测结果与命令值实现较为,依照闭环控制基本原理开展工作中,进而提升测量范围精度等级。交流伺服电机分成沟通交流和DC。原理e是同步电机自感电动势;k是参量;j是每一个磁场的磁通量;Ua和la是同步电机工作电压和同步电机电流量;R
23、a是同步电机电阻器。DC交流伺服电机的速率可以利用更改Ua或来操纵,但一般是控制同步电机工作电压。在稀土永磁DC交流伺服电机中,励磁调节器绕阻由永磁材料替代,磁通稳定。DC交流伺服电机具备较好的线形调整特点和迅速的时长回应。3.6伺服电动机的原理伺服电动机(servomotor)用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。伺服电动机分交、直流两类。交流伺服电动机的工作原理与交流感应电动机相同。在定子上有两个相空间位移90电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf接一恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电动机运行的目的
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