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摘 要

这次毕计的课题是关于数控回转工作台的毕业设计，对数控回转工作台它的三维设计，并进行有限元分析，了解数控回转工作台它的工作原理，适用于板类与箱体等工件的连续回转加工、以及多面加工，控制是数控系统，从毕设研究与制作中，让我们大学生更加的去掌握机械设计的方法和步骤，本次设计的主要内容是数控回转工作台的三维建模，它的装配图以及对其进行有限元分析，对熟悉使用AUTO-CAD,UG,ANASYD进行操作很重要。

对于数控回转工作台的设计，首先要对其方案进行设计，第一我们要对其传动方案进行分析，它采用的是齿轮传动和涡轮蜗杆传动，其次是对其各零部件的计算以及校核，由此进行三维建模和装配图，然后进行有限元分析，最后导出其零部件工程图。其工作中熟悉各种操作步骤已达到完成设计内容。

数控机床的工作主要是靠数控回转工作台来完成的，通过对x，y，z三个坐标轴联动来实现，对于加工各种零件轴，曲面进行精度的自由分度，进而实现机床的加工范围，数控回转工作台分开环与闭环，通过研究改良能大大提高一些零件生产。

关键词：数控回转工作台；齿轮；蜗轮蜗杆；有限元分析

Three-dimensional design and finite element analysis of nc rotary table

Abstract

The finish of the graduation design topic is about the nc rotary table, 3 d design of nc rotary table it, and the finite element analysis, to understand the working principle of the nc rotary table, it is suitable for the machining of continuous rotary plate and box body etc, and surface processing, control is the numerical control system, from the project research and production, let us more college students to master the mechanical design methods and steps, the main content of this design is a 3 d modeling of nc rotary table, its assembly drawing, and carries on the finite element analysis,Familiar with AUTO-CAD,UG,ANASYD operation is very important.

To the design of the nc rotary table, first of all, the design scheme of its, first we want to analyze the transmission scheme, it USES gear transmission and the turbine worm drive, the second is the calculation and checking of each parts for 3 d modeling and assembly drawing, and then the finite element analysis, the final export its components engineering drawing.Its work is familiar with a variety of operational steps have reached the completion of the design content.

CNC machine work is mainly done by nc rotary table, through the x, y, z three axes linkage, shaft for processing various parts, the surface precision of freedom degree, and then realize the machine tool processing, CNC rotary table separate loop and closed loop, through some parts of the research can greatly improve the production.

Keywords： Nc rotary table；Gear； Worm gear； Finite element analysis

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 引 言 1

1.1 本课题的学术背景与实际意义 1

1.1.1数控机床的研究现状 1

1.1.2数控机床未来的发展趋势 2

1.1.3数控回转工作台的市场分析 2

1.2数控回转工作台的功能 3

1.3本课题它所研究的主要内容 4

1.4设计准则和技术要求 4

第二章 数控回转设计方案设计 5

2.1 确定数控回转工作台传动方案 5

2.1.1 合理的传动方案应满足的要求 5

2.1.2 典型传动方式的特点 5

2.1.3 分析及确定传动方案 5

2.2 直流伺服电机的选择 6

2.3 数控回转工作台类型的选择 7

图2.3 闭环式数控回转工作台 8

第三章 分析设计计算主要零件 9

3.1 工作台箱体的设计 9

3.2 确定传动比 9

3.3 齿轮传动的设计 10

3.3.1 查表确定各传动链接零件的效率 10

3.3.2 齿轮的设计 10

3.3.3 按齿面接触疲劳强度设计 10

3.3.4 按齿根弯曲强度设计 12

3.3.5 几何尺寸计算 13

3.3.6 结构设计 13

3.4 蜗轮及蜗杆的设计 14

3.4.1 蜗杆的传动类型 15

3.4.2 选择涡轮蜗杆材料 15

3.4.3 根据齿面接触疲劳强度的要求对蜗轮蜗杆进行设计 15

3.4.4 根据上述计算的所得数据去确定蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸 16

3.4.5 蜗轮齿面接触强度的校核 16

3.4.6 选定蜗轮蜗杆的精度等级 17

3.5 其中主要轴的设计 17

3.6 键联接的选择 18

3.6.1 键联接的类型 18

3.6.2 键联接的尺寸 18

3.6.3 验算键联接强度 18

3.7 轴承的选择 18

3.7.1 轴承的分析与选定 19

第四章 有限元分析 20

4.1齿面接触的有限元分析 20

4.2蜗杆受力有限元分析 27

第五章 结束语 31

致 谢 32

参考文献 33

附 录 34

1. 引 言

1.1 本课题的学术背景与实际意义

在2009年的时候，第十一届中国国际机床展览会于北京顺利举办，这代表着人们对于机床的重视程度愈来愈高，当下，科技的发展呈风驰云走的态势，数控、复合等机床在制造业的发展呈螺旋式上升，其渗透到了诸多领域，成为生产过程中不可或缺的一部分。通过其能够明晰直接的凸显时代的特征以及发展的趋势。通常情况下，数控的加工是通过直线轴附加回转轴的联动来进行工作的，鉴于现在的零件加工业错综复杂，工作起来越来越繁冗，为了将加工精度提升至更高的维度，使得效率骤升，层出不迭的机床将得到蓬勃的发展。所以说，在如今的生产与研发中，设计并制造出数控回转轴是势在必行的一件事，其将成为该项目里的重中之重，其具备对工件的承载与夹持的功效，所以重视创新设计。

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