数控回转工作台设计毕业设计

数控回转工作台设计毕业设计内容摘要：

88）。 材料选择：选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差 40HBS。 选小齿轮齿数 =20，大齿轮齿数 Z2==，取 162 按齿面接触强度设计： 由设计计算公式进行试算，即 （ 310） 确定公式内的各计算数值： 试选载荷系数 Kt=，小齿轮传递的转矩为 N178。 m。 选取齿宽系数 =1， 查 《齿轮手册》 的材料的弹性影响系数 ZE=。 按齿面硬度查 《机械设计》得 小齿轮的接触疲劳强度极限 σ Hlim1=600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限 σ Hlim2=550MPa。 计算应力循环次数： N1=60n1jLh=60x3000x1x(2x8x300x15)= (311) N2=(312) 取 接触疲劳寿命系数 KHN1=； KHN2=。 取失效概率为 1﹪，安全系数 S=，得 ［ σ H］ 1= KHN1178。 σ Hlim1/S=(313) ［ σ H］ 2= KHN2178。 σ Hlim2/S=(314) 则 许用接触应力 : 15 数控回转工作台的设计 1 1 t 1 6 .5KKtdd mm 179。 1 F a S a2 K T Y YYn Fm  βd1 αc o s179。 178。 βΦ Z? ε σ≥［ σ H］ =（ ［ σ H］ 1+［ σ H］ 2） ／ 2= MPa (315) 选取 区域系数 ZH=， 查的 1=， ε α 2=，则 ε α =ε α 1+ε α 2=。 试算小齿轮分度圆直径 d1t， 由计算公式得 d1t = mm 计算圆周速度 : v=π d1tn1/60x1000=(316) 计算尺宽 b及模数 m b=Ф dd1t== mm (317) mnt=d1tcosβ /Z1= (318) h= mnt == mm (319) b/h=(320) 计算纵向重 合度 : ε β = d Z1tanβ =176。 = (321) 计算载荷系数 K： 已知使用系数 KA=1， 根据 v= m/s,7级精度 ， 查得动载系数 Kv =； 查得 KHβ =； 查得 KFβ =, KHα= KFα=. 故载荷系数： K=KAKvKHαKFβ == (322) 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径得： (323) mn=d1cosβ / Z1= (324) 按齿根弯曲强度设计： (325) 计算载荷系数： K = KA Kv KFα KFβ =1 x x x = 根据纵向重合度 ε β = ，查得螺旋角影响系数 Yβ =。 计算当量齿数： ZV1 = Z1/ cos179。 β = 20 / cos179。 14176。 = (326) ZV2 = Z2/ cos179。 β = 162 / cos179。 14176。 = (327) 查得齿形系数： YFa1 = , YFa2 = 查得应力校正系数： = , YSa2 = 16 陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 = 500 MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限σ FE1 = 380 MPa；取弯曲疲劳寿命系数 KFN1= ， KFN1=。 取弯曲疲劳安全系数 S= ，得： [σ F]1 = KFN1σ FE1 / S = x 500/ = MPa (328) [σ F]1 = KFN2σ FE2 / S = x 380/ = MPa (329) 由： YFa1 YSa1/[σ F]1 = ， YFa2 YSa2/[σ F]2 = ，大齿轮的数值大。 则有公式 325计算： mn ≥ 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得的模数并圆整为标准值 1。 取 m=1 计算齿数： Z1=d1 cosβ /m=16 (330) 取 Z1=16，则 Z2==，取 130。 几何尺寸计算： 计算中心距： a=( Z1+Z2)mn/2cosβ=( 16+130)x1/2cos14176。 = mm (331) 按圆整后的中心距修正螺旋角： β =arcos(Z1+Z2)mn/2a=176。 (332) 因 β 值改变不多，故参数 ε α 、 Kβ 、 ZH等 不必修改。 计算小齿轮、大齿轮的分度圆直径： d1= Z1mn/cosβ =16x1/176。 = mm (333) d2= Z2mn/cosβ =130x1/176。 = mm (334) 计算齿轮宽度： b=Ф d d1= mm (335) 圆整后取 B2=20 mm,B1=25 mm。 计算中所所选取的参数以及查得的参数均参考《机械设计》第十章齿轮 传动中所列出的图表。 大齿轮齿顶圆直径 小于 160mm， 根据动力参数，几何尺寸，以及箱体条件和整体装配的限制，结合生产加工方式与工艺水平， 故以选用腹板式结构为宜 ，齿轮与轴采用平键连接。 在工作条件完全相同的情况下，采用斜齿轮传动可比直齿轮传动获得较小的传动几何尺寸，也就是说，斜齿轮传动比直齿轮传动具有较大的承载能力。 17 数控回转工作台的设计 2 ()EZZa K T Hσ179。 ρ≥ 178。 主要参数： α=20176。 ha*=1 c*= m=1 β =176。 几何尺寸： d1= mm d2= mm p= ha=1 mm 根高 hf= mm da1= mm da1= mm df1=14 mm df1= mm h= mm db1= mm db2= mm 由于 A、 B 两轴机构的伺服电机相同，系统总传动比相同，各分配比也相同，同时满足两轴的需要，因此两轴采用相同的齿轮副传动。 蜗杆与涡轮的设计、主要参数和几何尺寸 已知输入扭矩为 N178。 m，作用在涡轮上的扭矩为 N178。 m，蜗杆转速为 372r/min，传动比为 62，工作载荷较稳定，但有不大的冲击，要求寿命为 12020h。 根据 GB/T100851988 的推荐，采用渐开线蜗杆。 考虑到蜗杆传 动的功率不大，速度较小，故蜗杆用 45 钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为 45～ 55HBS。 涡轮用铸锡磷青铜 ZCuSn10P1，金属模铸造。 为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而齿芯用灰铸铁 HT100制造。 按齿面接触疲劳强度进行计算： 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。 传动中心距为： (336) 取 Z1=1，估取效率η =， 确定载荷系数 K： 因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数 Kβ=1，选取使用系数 KA=，由于转速不高，冲击不大，可取动载系数 KV=，则 18 陕西科技大学毕业论文（设计说明书） K=KA Kβ KV=.≈ （ 337） 确定弹性影响系数 ZE 因选用的是铸锡磷青铜涡轮和蜗杆相配，故 ZE=160MPa189。 确定接触系数 Zρ 先假设蜗杆分度圆直径 d1和传动中心距 a的比值为 ，可查得 Zρ=。 确定许用接触应力： 根据蜗杆材料为铸锡磷青铜 ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度 45HRC，可查得涡轮的基本许用应力 [σH]180。 =268 MPa。 应力循环次数为 N=60jn2Lh=60x1x6x12020= （ 338） 寿命系数： （ 339） 则 [σH] =KHN178。 [σH]180。 = x 268 = MPa （ 340） 计算中心距： a ≥ mm 取中心距 a = 160 mm ，因 i = 62 ，故去模数 m = 4 mm ,蜗杆分度圆直径 d1=71 mm。 这时 d1/a = ，可查得接触系数 Z180。 ρ=，因为 Z180。 ρZρ， 因此以上计算结果可用。 蜗杆与涡轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆： 轴向齿距 pa = mm ；直径系数 q =；齿顶圆直径 da1 = 79 mm；齿根圆直径 df1 = mm；分度圆导程角 γ = 3176。 13180。 28″ ,蜗杆传动具有自锁性能 ；蜗杆轴向齿厚 sa = mm。 涡轮： 涡轮齿数 Z2 = 62；变位系数 x2 = +； 涡轮分度圆直径 d2=m Z2=62x4=248 mm 涡轮喉圆直径 da2 =248 + 2 x4x(1+) = 257 mm 涡轮齿根圆直径 df2 =2482x4x(+)= mm 涡轮咽喉母圆半径 rg2 = a – = mm 涡轮采用螺栓连接式结构。 校核齿根弯曲疲劳强度： （ 341） 当量齿数 : 19 数控回转工作台的设计 66X 1 0104 .2 3 0 .8 5FNK 179。 ZV2= Z2/cos179。 γ =62/ cos179。 3176。 13180。 28″ = （ 342） 根据 x2 = +， ZV2=， 可查得齿形系数 YFa2= 螺旋角系数： Yβ = 1γ /140176。 = （ 343） 许用弯曲应力： [σF] =[σF]180。 178。 KFN 查得由 ZCuSn10P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力 [σF]180。 =56 MPa。 寿命系数 （ 344） [σF] = 56 x = MPa σF =(179。 )/71x248x4= MPa 弯曲强度是满足的。 精度等级公差和表面粗糙度的确定： 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动， 属于 通用机械减速器，从 GB/T 100891988 圆柱蜗杆、涡轮精度中选择 8级精度，侧隙种类为 f，标注为 8f GB/T 100891988。 然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度。 热平衡核算： 蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大。 在闭式传动中，如果产生的热量 不能及时散逸。