買文檔就送全套CAD圖紙QQ414951605或1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯畢業(yè)設計（論文）設計（論文）題目TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺機械設計學院名稱機械工程學院專業(yè)機械設計制造及其自動化學生姓名劉凱學號11403010113指導教師鄭書華2015年1月20日圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯摘要本次設計是對TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺機械設計的設計。鼠牙盤齒輪具有高的分度精度，能傳遞大扭矩，所以廣泛用于數(shù)控機床、加工中心機床、轉(zhuǎn)塔車床和鍵床等分度機構(gòu)和圓分度工作臺上鼠牙盤的嚙合相當于一對帶梯形齒的端齒離合器嚙合時由于整個齒面都能達到均勻的接觸，分度精度非常高加工中心機床上采用鼠牙盤定位的分度工作臺的定位精度一般都在5絲左右。鼠牙盤還具有以下優(yōu)點首先，能進行高精度的結(jié)合分度。其次，能正確的進行自動對中，嚙合時不需再找正中心。再次，直線齒向?qū)τ谶x擇磨削砂輪的外徑自由度大。最后，具有互換性，耐磨性好，經(jīng)濟效率高。本論文研究內(nèi)容1TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺總體結(jié)構(gòu)設計。2TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺工作性能分析。3電動機的選擇。4TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行部件設計。5對設計零件進行設計計算分析和校核。6繪制整機裝配圖及重要部件裝配圖和設計零件的零件圖。關(guān)鍵詞TH6340B，臥式加工中心，鼠牙盤式，分度工作臺圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯ABSTRACTTHISDESIGNISTODESIGNTHEMOUSETOOTHDISKINDEXINGTABLEMACHINEDESIGNOFTH6340BHORIZONTALMACHININGCENTERMOUSETOOTHPLATEGEARHASHIGHINDEXINGPRECISION,CANTRANSFERLARGETORQUE,SOITISWIDELYUSEDFORENDTOOTHCLUTCHENGAGEMENTOFTHEENGAGINGMOUSETOOTHDISCOFCNCMACHINETOOLS,MACHININGCENTER,TURRETLATHEANDKEYBEDINDEXINGMECHANISMANDCIRCULARDIVISIONBENCHISEQUIVALENTTOAPAIROFBELTTRAPEZOIDALTEETHBECAUSETHEWHOLETOOTHSURFACECANTOACHIEVEUNIFORMCONTACT,POSITIONINGPRECISIONINDEXINGTABLEUSINGTHEMOUSETOOTHDISKINDEXINGPOSITIONINGACCURACYISVERYHIGHONTHEMACHININGCENTERMACHINETOOLAREGENERALLYINTHE5WIREAROUNDMOUSETOOTHPLATEALSOHASTHEFOLLOWINGADVANTAGESFIRST,COMBINEDWITHTHEINDEXINGCANBEPERFORMEDWITHHIGHACCURACYSECONDLY,TOCORRECTAUTOMATICALLYWHENENGAGEDIN,DONOTNEEDTOFINDTHERIGHTCENTERAGAIN,THESTRAIGHTTOOTHTOCHOOSEGRINDINGWHEELDIAMETERFREEDOMFINALLY,HASTHEINTERCHANGEABILITY,GOODWEARRESISTANCE,HIGHECONOMICEFFICIENCYTHISTHESISRESEARCHCONTENT1THEOVERALLSTRUCTUREOFTH6340BHORIZONTALMACHININGCENTERMOUSETOOTHDISKINDEXINGTABLEDESIGN2ANALYSISOFTH6340BHORIZONTALMACHININGCENTERMOUSETOOTHDISKINDEXINGTABLEWORKINGPERFORMANCE3THECHOICEOFMOTOR4THEDESIGNOFTRANSMISSIONSYSTEM,THEEXECUTIVECOMPONENTOFHORIZONTALMACHININGCENTERTH6340BMOUSETOOTHDISKINDEXINGTABLE5THEDESIGNOFPARTSOFDESIGNCALCULATIONANDCHECKIV6DRAWINGMACHINEASSEMBLYDRAWINGANDASSEMBLYDRAWINGDESIGNOFIMPORTANTPARTSANDPARTSDRAWINGSKEYWORDSTH6340B,HORIZONTALMACHININGCENTER,MOUSETOOTHDISC,INDEXINGTABLEV目錄摘要IIABSTRACTIII目錄V第1章緒論111數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展112分度工作臺的基本原理213工作臺伺服進給系統(tǒng)214伺服驅(qū)動裝置415課題研究的目的和意義4第2章設計的內(nèi)容及要求621課題的主要內(nèi)容和基本要求622進度計劃與應完成的工作623設計的內(nèi)容7231數(shù)控裝置總體方案的確定7232機械部分的設計7233編寫設計說明書724鼠牙盤式分度工作臺原理設計7第3章TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺主要結(jié)構(gòu)原理設計931傳動系統(tǒng)總體方案設計932齒輪齒條設計計算1133齒圈設計17第4章繪制TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺主要零件的設計1941鼠牙盤設計1942主軸設計21421主軸尺寸設計21VI422主軸軸承選擇2243活塞設計22第5章TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺分度總體設計2451液壓系統(tǒng)的方案設計2452工作臺定位原理和結(jié)構(gòu)2653工作臺松開、夾緊原理和結(jié)構(gòu)2654工作臺分度原理和結(jié)構(gòu)27結(jié)論29致謝30參考文獻3112345第1章緒論11數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展1946誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它創(chuàng)造和農(nóng)業(yè)的人，那些只是增加相比，手工工具的工業(yè)社會，從一個質(zhì)的飛躍，為信息時代的到6來奠定了基礎。6年后，在1952，計算機技術(shù)應用到本機，在美國出世第一臺數(shù)控機床。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個世紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代。數(shù)控相（19521970年）早期計算機的運算速度低，當時的科學計算和數(shù)據(jù)處理的影響很小，但不能適應機床實時控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路；作為一個專用計算機數(shù)控系統(tǒng)的機床，稱為數(shù)控硬件連接（HARDWIREDNC），簡稱為數(shù)控（NC）。隨著元器件的發(fā)展，這個時期經(jīng)歷了三代，1952的第一代管；1959晶體管的第二代；小規(guī)模集成電路第三代1965。電腦數(shù)值控制（CNC）階段（1970至今）1970，通用汽車一直在電腦的小批量生產(chǎn)。所以它將被移植作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，開始進入計算機數(shù)控（CNC）階段（計算機和它的“通用”兩個字省略前面）。1971，美國英特爾公司在世界上首次將兩個計算機算術(shù)單元和控制器的核心部件，集成在一個芯片采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，稱為微處理器（微處理器），也被稱為中央處理單元（CPU）。1974微處理器被應用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因為計算機的功能太小，機床的控制能力富裕（時間已被用來控制機床，稱為組），如采用微處理器經(jīng)濟合理。而且當時的小型機可靠性不理想。早期的微處理器速度和功能還不夠高，但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。微處理器是計算機的核心部件，它仍稱為計算機數(shù)控。1990，PC機（個人計算機，國內(nèi)習慣稱微機）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿足數(shù)控系統(tǒng)的要求為核心部件。數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)進入了基于PC的階段總之，計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。1970的小型計算機第四代；1974第五代和第六代1990基于PC微處理器（國外稱為PCBASED）。同時指出，雖然國外已改名為電腦數(shù)值控制（CNC），而在中國，它仍然是指數(shù)控（NC）。所以我們?nèi)粘Ｕf數(shù)控實質(zhì)上是指計算機數(shù)值控制。3數(shù)控系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢（1）繼續(xù)開放的，基于PC機開發(fā)的第六代隨著開放，成本低，可靠性高的PC，豐富的軟硬件資源特點的基礎上，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機，解決了人機界面，編程，網(wǎng)絡通信的問題，通過對原系統(tǒng)的數(shù)控任務。PC機具有友好的人機界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠程通訊，遠程診斷和維修將更常見。（2）高速度和高精度的發(fā)展這是為了滿足機床的高速度和高精度方向發(fā)展的需要。（3）向智能化方向發(fā)展在計算機領(lǐng)域的不斷滲透人工智能的發(fā)展而發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。12分度工作臺的基本原理數(shù)控控制（NUMERICALCONTROL）是用數(shù)字化信號對機床的運動及其過程進行控制的一種控制方法。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的，發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)。數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍所覆蓋的領(lǐng)域又機械制造技術(shù)；微電子技術(shù)；信息處理傳輸技術(shù)；自動控制技術(shù)；伺服驅(qū)動技術(shù)；檢驗監(jiān)控技術(shù)；傳感技術(shù)；軟件技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的是能技術(shù)和最基本的裝備。在7提高生產(chǎn)率，降低成本，保證質(zhì)量及改善工人勞動強度等方面，都有突出的優(yōu)點；特別是在適應機械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代，小批量，多品種生產(chǎn)方面，各類數(shù)控裝備是實現(xiàn)先進制造技術(shù)的關(guān)鍵。數(shù)控機床是采用了數(shù)控技術(shù)的機床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。國際信息處聯(lián)盟（INTERNATIONALFEDERATIONOFINFORMATIONPROCESSING,IEIP）第五技術(shù)委員會，對數(shù)控機床作了如下的定義數(shù)控機床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機床。該系統(tǒng)能邏輯的處理具有使用碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。龍門加工中心經(jīng)過長期的技術(shù)發(fā)展和推動，已從傳統(tǒng)的單軸式發(fā)展到多軸式，從傳統(tǒng)龍門加工中心發(fā)展到現(xiàn)代化智能的加工中心，從單面的加工發(fā)展到多面的加工，發(fā)展速度快，技術(shù)比較成熟。但是對于龍門五面體加工中心，由于我國基礎技術(shù)薄弱，研究方法落后，資金投入不足等原因，以及國外對核心技術(shù)的封鎖，導致我國五面體加工中心發(fā)展緩慢4。從龍門加工中心主要部件的發(fā)展情況來看，國內(nèi)外龍門加工中心的龍門和滑枕的機構(gòu)基本都具有以下特點1龍門主要是由一個橫梁和兩個立柱構(gòu)成。分為橫梁固定、橫梁靠定位塊鎖定分段升降和橫梁任意升降三種類型。橫梁固定式結(jié)構(gòu)機床剛性好，但不適合加工大型工件，因為在加工靠近工作臺面的工件部位時，滑枕伸出長度過大，加工剛性較差，影響加工尺寸精度；橫梁靠定位塊鎖定分段升降型結(jié)構(gòu)機床剛性較好，但橫梁升降運動不能與滑枕上下移動聯(lián)動，且操作較復雜；橫梁任意升降型結(jié)構(gòu)橫梁升降運動可以與滑枕上下移動聯(lián)動，加工范圍較廣，適合新產(chǎn)品開發(fā)。立柱和橫梁的橫截面為矩形，剛性好，可耐重切削并長期保持高精度。主軸箱在橫梁上的導軌有自重平衡裝置，其動作靈活、迅速且準確。由于主軸箱左右移動時，橫梁升降用滾珠絲杠所受負載有變動，使精度降低，所以采用配置在橫梁左右兩側(cè)的油缸來平衡主軸箱左右移動造成的變動負載和橫梁本身的自重，以提高機床的精度。2滑枕從結(jié)構(gòu)上可分為開式和閉式兩種型式。開式結(jié)構(gòu)的滑枕通過壓板夾緊在主軸箱上，滑枕的截面積大；閉式結(jié)構(gòu)的滑枕被夾緊在主軸箱內(nèi)，滑枕的截面積小。主軸箱內(nèi)有液壓平衡裝置，使滑枕上下移動靈活，可實現(xiàn)強力重切削。主軸滑枕內(nèi)部采用強制內(nèi)冷卻，即使作長時間連續(xù)重切削，也可保持高精度?；淼男谐桃詽M足工件側(cè)面下部的加工要求為宜，不宜太長，以免影響加工時的機床剛度?；聿捎靡惑w型的結(jié)構(gòu)，以提高機床的整體剛性。13工作臺伺服進給系統(tǒng)工作臺伺服進給系統(tǒng)是一機床移動位置為控制量的自動控制系統(tǒng)。它根據(jù)數(shù)控裝置輸出的電脈沖信號，是機床工作臺、主軸等移動部件按照規(guī)定的運動速度、運動方向和位置要求做相應的移動，并對其定位精度加以控制。工作臺性能在很大程度上取決于進給伺服系統(tǒng)的性能。進給運動是機床成型運動的一個重要部分，其傳動質(zhì)量直接關(guān)系到機床的加工性能。工作臺的進給運動是數(shù)字控制的直接對象被加工工件最終坐標位置精度和輪廓精度都會受到進給運動的傳動的影響。對進給系統(tǒng)的要求集中在精度、穩(wěn)定和快速響應等方面。為滿足這種要求，首先需要高性能的伺服驅(qū)動電機，同時也需要高質(zhì)量的機械結(jié)構(gòu)與之匹配。因此工作臺的進給傳動系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)需滿足如下要求。（1）高的傳動精度與定位精度工作臺進給系統(tǒng)的傳動精度和定位精度，是機床8最重要的性能指標。傳動精度直接影響機床加工輪廓面的精度，定位精度直接關(guān)系到加工的尺寸精度。（2）寬的進給調(diào)速范圍為保證工作臺在不同工況下對進給速度的選擇，進給系統(tǒng)應該有較大的調(diào)速范圍。工作臺的伺服進給系統(tǒng)一般為310000MM/MIN。（3）快的響應速度所謂快速響應，是指進給系統(tǒng)對指令信號的變化跟蹤要快，并能迅速趨于穩(wěn)定。目前，工作臺已較普遍的采用了伺服電動機不通過減速環(huán)節(jié)直接連接絲杠帶動運動部件實現(xiàn)運動的方案。本次設計就是采用了這個方案來獲取快的響應速度。（4）低速、大轉(zhuǎn)矩根據(jù)機床的加工特點，經(jīng)常在低速下進行重切削，即在低速下進給驅(qū)動系統(tǒng)必須有大的轉(zhuǎn)矩輸出。此次設計采用的是半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)的精度雖然比閉環(huán)系統(tǒng)的精度要低一些，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)整比較簡單。而且，在半閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)角測量表較容易實現(xiàn)。應用非常廣泛。圖21半閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)原理圖14伺服驅(qū)動裝置伺服驅(qū)動裝置接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給指令信號，并將其轉(zhuǎn)換為角位移或直線位移，從而驅(qū)動執(zhí)行部件實現(xiàn)要求的運動。伺服驅(qū)動裝置應該滿足如下要求。（1）精度高。輸出位移有足夠的精度，即實際位移與指令位移之差要小。（2）應該具有較長時間的大過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服9電動機要求數(shù)分鐘內(nèi)過載46倍而不損壞。（3）調(diào)速范圍寬，而且從最低速到最高速時，電動機均能平滑運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動小，特別是在低速（如01R/MIN或更低）時，速度平穩(wěn)而無爬行現(xiàn)象。（4）能承受頻繁振動、制動和反轉(zhuǎn)。在工作臺的閉環(huán)或半閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動裝置主要采用交、直流伺服電動機。直流伺服電動機具有良好的啟動、制動和調(diào)速特性，可以方便地在寬調(diào)速范圍內(nèi)實現(xiàn)平滑無極調(diào)速，故多用在對伺服電機的調(diào)速性能要求較高的工作臺上。交流伺服電動機，轉(zhuǎn)子慣量比直流電動機小，動態(tài)響應好，輸出的功率可比直流電動機提高1070，可達到更高的電壓和轉(zhuǎn)速。15課題研究的目的和意義工作臺是一種在計算機控制下帶有自動換刀系統(tǒng)的能完成多工序復合加工的自動化機床，并正向高速高效、高精度、模塊化、網(wǎng)絡化和復合化方向發(fā)展。由于工作臺是典型的集高新技術(shù)于一體的機械加工設備，其生產(chǎn)效率高、柔性好、一機多用和易于加工復雜的曲線、曲面零件等特點，早已成為工業(yè)發(fā)達國家軍民機械工業(yè)的主力加工設備。一個國家的工作臺擁有量、消費量及總體技術(shù)水平與這個國家機械工業(yè)的加工制造技術(shù)水平息息相關(guān)。我國的工作臺從70年代開始，已有很大發(fā)展，但技術(shù)、品種和數(shù)量上都還遠遠不能適應我國的經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展的需要。進入21世紀以后，中國工作臺的消費量隨著軍民機械工業(yè)的大規(guī)模技術(shù)改造而迅速增長，如2001年中國工作臺的消費量僅為2662臺（其中進口2290臺），而同年美國、日本和德國的工作臺消費量分別為11505、6090和5291臺。到了2005年，中國工作臺的消費量猛增至約13200臺（估計值，工作臺的產(chǎn)量數(shù)據(jù)未公布），其中進口10343臺。2005年工作臺的消費量是2001年的496倍，年均增幅達492，一舉超過美、日、德諸國，成為世界上消費工作臺最多的國家。根據(jù)機械工人雜志社等單位的調(diào)查，從近600份重點用戶的有效問卷中得出的結(jié)果是，工作臺機床的應用已遍及全國26個行業(yè)，其中汽車、摩托車及其零部件制10造業(yè)占24，航空航天和軍工行業(yè)占18，機床工具業(yè)占11，模具行業(yè)占8，輕工機械行業(yè)占4。在這些企業(yè)擁有的工作臺中，雖然普及型的立式和臥式工作臺仍占多數(shù)，但多軸聯(lián)動、高速、大型精密等高檔工作臺也占有一定比重，如在所調(diào)查的近600戶用戶中，擁有5軸聯(lián)動工作臺的占24。說明中國市場消費的工作臺雖然以普及型的中檔機為主，但高檔機在消費量中所占比重估計已達15至20。中國消費的工作臺大部分依靠進口（2005年進口量占消費量的七成多），進口金額1297億美元，居各類機床進口額之首，主要從日本、中國臺灣、德國和韓國等地進口。2006年上半年，中國進口工作臺5511臺，金額688億美元，同比分別增長20和11，仍保持兩位數(shù)增長，說明中國工作臺市場的規(guī)模還有增長空間。工作臺用于安裝工件，并帶動工件進給，以完成各種切削加工，是任何切削機床必不可少的重要部件。與普通切削機床不同的是，工作臺的工作臺是在數(shù)控系統(tǒng)的控制下自動完成進給的，能夠自動完成各種輪廓和曲面的加工。工作臺直線工作臺主要在數(shù)控系統(tǒng)控制下完成縱向（X方向）和橫向（Y方向）進給。為了實現(xiàn)任意角度和在切削過程中轉(zhuǎn)臺能夠回轉(zhuǎn)，工作臺還要設置數(shù)控TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺，這樣工作臺就多了一個NC坐標，能夠完成更加復雜的見曲面的加工。工作臺常用的TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺有分度工作臺和數(shù)控TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺，它們的功用各不相同。分度工作臺的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動換刀裝置配合使用，實現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個面的加工。而數(shù)控TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺除了分度和轉(zhuǎn)位的功能外，還能實現(xiàn)圓周進給運動。我國近幾年分度工作臺進給機構(gòu)雖然發(fā)展較快，但與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應變能力差。針對傳統(tǒng)分度工作臺進給機構(gòu)的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，有必要在傳統(tǒng)機床的基礎上研究出新型分度工作臺進給機構(gòu)。通過對傳統(tǒng)銑床手動的進給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)的創(chuàng)新設計，加入新技術(shù)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)自動化，降低勞動強度及工作量。分度工作臺進給機構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢是在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型進給機構(gòu)；在性能上將研制以鋼為材料的進給機構(gòu)，大幅度提高進給機構(gòu)的承載能力；在形式上繼續(xù)研制多軸并聯(lián)，甚至于五軸并聯(lián)的進給機構(gòu)。綜上所訴，分度工作臺進給機構(gòu)的開發(fā)和設計具有很高研究的意義本課題采用類似的機床結(jié)構(gòu)設計成果的方法，進行分度工作臺進給機構(gòu)的設計，使其能夠?qū)崿F(xiàn)更好的工業(yè)生產(chǎn)自動化。本課題對分度工作臺進給機構(gòu)部件進行了設計，研究了結(jié)構(gòu)，主要部件及典型零件的設計方法，其意義如下1、通過對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設計和研究掌握機構(gòu)設計的一般步驟和方法；2、通過對課題的研究，了解國內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機床的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；113、通過畢業(yè)設計培養(yǎng)自己的創(chuàng)新精神，提供分析問題和解決問題的能力。第2章設計的內(nèi)容及要求21課題的主要內(nèi)容和基本要求主要技術(shù)參數(shù)工作臺回轉(zhuǎn)直徑400MM400MM，工作臺重量800KGB軸重復定位精度2B軸定位精度8B軸的切削進給速度010R/MIN主軸轉(zhuǎn)速606000R/MIN（高低擋無級變速），主軸錐孔MT6；徑縱向進給最大速度4M/MIN，橫向進給最大速度4M/MIN。主電機功率11/15（30MIN）KW。定量角度分度；分析TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺的工作原理，設計機械結(jié)構(gòu)裝配圖、零件圖并核算。22進度計劃與應完成的工作分析TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺結(jié)構(gòu)，查閱相關(guān)文獻資料，書寫文獻綜述（2000字以上）；翻譯外文文獻2篇（2000字以上）,翻譯提供文章的摘要、前言和相關(guān)核心段落；撰寫開題報告1篇（2000字以上）；繪制鼠牙盤式分度工作臺的機械結(jié)構(gòu)裝配圖一張（A0）；繪制非標零件圖若張；圖紙工作量3張A0，設計說明書10000字以上。圖樣質(zhì)量計算機繪圖，符合最新標準；表達完整，布置合理清晰、尺寸標注齊全、技術(shù)要求全面；零件圖同時要注意結(jié)構(gòu)要素和加工工藝性。進度計劃1、第12周，查閱相關(guān)資料，了解表面感應加熱機床技術(shù)技術(shù)要求，完成開題報告；2、第3周，翻譯一篇與設計相關(guān)的英文論文；3、第45周，根據(jù)設計要求確定總體方案及計算；4、第6周，根據(jù)設計要求完成AC軸選型，查找其技術(shù)參數(shù)；125、第711周，完成機床總體結(jié)構(gòu)、Z軸結(jié)構(gòu)及傳動設計；6、第1214周，繪制圖紙；7、第15周，編寫畢業(yè)設計說明書，準備答辯。23設計的內(nèi)容231數(shù)控裝置總體方案的確定1明確研究思路和方向，確定設計參數(shù)；2在廣泛調(diào)研、收集資料后，完成多種方案設計（兩種以上設計方案）。通過分折、比較、論證，選出最佳設計方案。232機械部分的設計1脈沖當量的確定；2估計機械部件的總體尺寸及重量；3設計，計算和選用傳動元件及導向元件；4電機的確定；5繪制裝配圖；6計算系統(tǒng)等效慣量；7分析系統(tǒng)的精度。233編寫設計說明書1設計任務、擬定多種方案、分析論證、評價選擇的較佳方案、理論分析、強度校核、系統(tǒng)控制原理、方法、電路配置圖、裝配圖設計及零件設計等。2論文20000字左右。24鼠牙盤式分度工作臺原理設計鼠牙盤式分度工作臺主要由工作臺面、底座、夾緊液壓缸、分度液壓缸及鼠牙盤等零件組成，如圖所示。13圖27鼠牙盤式工作臺1、2、15、16推桿；3、4下、上鼠牙盤；5、13推力軸承；6活塞；7工作臺；8齒條活塞；9、10夾緊液壓缸上、下腔；11齒輪；12內(nèi)齒圈；14、17擋塊；18、19分度液壓缸右、左腔；20、2L分度液壓缸進、回油管道；22、23升降液壓缸進、回油管道鼠牙盤式分度工作臺的優(yōu)點是分度和定心精度高，分度精度可達053。由于采用多齒重復定位，從而可使重復定位精度穩(wěn)定，而且定位剛性好，只要分度數(shù)能除盡鼠牙盤的齒數(shù)，都能分度，適用于多工位分度。14第3章TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺主要結(jié)構(gòu)原理設計31傳動系統(tǒng)總體方案設計根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺的工作原理，在工作臺需要分度的時候，液壓油進入活塞下部將工作臺頂起，同時齒圈和下齒輪嚙合，準備分度。上升到位后，液壓系統(tǒng)將使液壓油進入齒條油腔，推動齒條，齒條與上齒輪嚙合，并帶動上齒輪運動，上齒輪與下齒輪是做成一體的，所以上齒輪帶動下齒輪旋轉(zhuǎn)。下齒輪與齒圈嚙合在一起，并且齒圈與轉(zhuǎn)軸是固定的，所以齒條的水平運動將會帶動工作臺的旋轉(zhuǎn)。綜上所述，此傳動系統(tǒng)的最主要的作用就是通過齒輪齒條和齒輪齒圈的嚙合使齒條的水平運動轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ髋_的分度運動。即為圖310所示圖310傳動系統(tǒng)經(jīng)過動作的分析，在此設計中，齒輪齒條的作用只是分度時進行嚙合，而且分度時傳遞的力只是克服中心轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)孔壁摩擦力，此摩擦力比較小，所以齒輪齒條的設計計算主要是根據(jù)傳動系統(tǒng)的設計方案和工作臺的具體尺寸確定的。所以，齒條半徑為18MM。齒輪的分度圓半徑為64MM。液壓泵的工作壓力使25MPA。1、齒輪齒條轉(zhuǎn)矩根據(jù)工作臺零部件之間的合理分布，可以確定齒條半徑為18MM，齒條油腔的面積為15式35222361078143MRS所以齒條在分度時受液壓缸的推力為式NPF45366（36）齒輪齒條嚙合是，所受的轉(zhuǎn)矩是克服中心轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)孔壁摩擦力，此摩擦力比較小。假設為MN102、齒輪齒條的轉(zhuǎn)速由齒輪齒條的分度圓嚙合條件可知，工作臺實現(xiàn)定量角度分度時，齒輪需要轉(zhuǎn)動四分之一圓周，所以式MDL481028143（37）齒輪轉(zhuǎn)動的圓周長度也即是齒條分度時需要運動的長度，即為齒條油缸的長度。所以齒條油缸的體積為式362210248103MLRV38選擇的液壓泵的流量為MIN4所以分度工作臺分度需要的時間為式39SQVT53104612綜上所述，齒條在分度嚙合的時候的速度為式310SMTLV675318齒輪在分度時候的轉(zhuǎn)速為式311IN9406RTN32齒輪齒條設計計算項目計算（或選擇）計算過程單計算（或確定）16依據(jù)位結(jié)果1選齒輪精度等級查1表108選用7級精度級72材料選擇查1表101齒條選用45號鋼（正火處理）硬度為200HBS大齒輪選用45號鋼（正火處理）硬度為200HBS齒輪200HBS齒條200HBS項目計算（或選擇）依據(jù)計算過程單位計算（或確定）結(jié)果3選擇齒數(shù)Z1217UI取16421Z個選擇齒輪齒數(shù)為24齒條齒數(shù)為20傳動比為11按齒面接觸強度設計（1）試選TK1214T取13TK13TK（2）區(qū)域系數(shù)HZ由1圖10302433HZ2433HZ（3）計算齒條傳遞的轉(zhuǎn)矩1T根據(jù)上述可知NMT310862NMT310862（4）齒寬由結(jié)構(gòu)可知B15MMB15MM（5）材料的彈性影響系數(shù)由1表106819EZ21MPA89EZ（6）齒輪接觸疲勞強度極限由1圖1021C由2圖103802LIM1H3802LIM1H17LIMH21D（7）應力循環(huán)次數(shù)N由1式101371045308296HLJNN771204齒I72104N8接觸疲勞強度壽命HNK由1圖1019132HNK132HNK（9）計算接觸疲勞強度許用應力H取失效概率為1，安全系數(shù)為S1，由1式1012得429442913804291380LIM21LIM1HHHNHHNHSKSMPA49H（10）試算小齒輪分度圓直徑TD1按1式（1021）試算183942981302123321HEDTTZUTKM139TD（11）計算圓周速度VSM675SM0657V18（12）模數(shù)TM1839ZDTT67251251HBMT度67251HBMT（13）計算載荷系數(shù)K由1表102查得使用系數(shù)根據(jù)AK，7級精度，由1圖108查得SMV065動載荷系數(shù)1V由1表104查得4215310230681322BKDHK22791（14）按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑由1式1010A09464127831TTKDM641DNM1ZDN1NM1NM2按齒根彎曲強度設計（1）計算載荷系數(shù)KFVAK16723510K21672齒形系數(shù)FAY由1表1052641FAY2641FAY（3）應力校正系數(shù)由1圖105812SAY812SAY19SAY（4）齒輪的彎曲疲勞強度極限FE由1圖1020B由1圖1020C3021FEMPA3021FE（5）彎曲疲勞強度壽命系數(shù)FNK由1圖1018利用插值法可得9201FNK29201FNK26計算彎曲疲勞許用應力F取彎曲疲勞安全系數(shù)S13，由式1012得3082190308219021SKSFENFFENFMPA30821F7計算大小齒輪的FSAY并加以比較019338216421FSAFY結(jié)論齒條和齒輪的系數(shù)FSAY一樣，所以任選其一都可，此設計選齒輪。00193FSAY（8）齒根彎曲強度設計計由1式1017M1N20算46001932173332FSADNYZKTM結(jié)論對此計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲NM疲勞強度計算的法面模數(shù)，取2MM，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲NM勞強度，須按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑64MM來計算應有的齒數(shù)。于是由1D取，則取642181NMDZ1Z6412齒IZ2Z3幾何尺寸計算（1）計算中心距A根據(jù)結(jié)構(gòu)需求齒輪齒條中心距無窮大MMA無窮大（2）計算齒輪的分度圓直徑D128641ZM是齒條為無窮大21281ZMDMM128D是齒條為2無窮大（3）計算齒輪的齒根圓直徑DNFM51235128NFMD為齒條齒根圓。2FD所以無窮大FMM13FD無窮大2F（4）計算齒輪寬度B根據(jù)結(jié)構(gòu)需求圓整后取152BMM152B21（5）驗算MNMNBFKDTTAT10821535640231所以合適注上表依據(jù)均來自機械設計第十章齒輪傳動所以，由工作臺的結(jié)構(gòu)尺寸可以確定齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪的分度齒分布在130范圍內(nèi)，且齒數(shù)為23齒。齒輪具體結(jié)構(gòu)如圖311所示圖311齒輪根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，分度齒條需要液壓油進行驅(qū)動，所以在液壓系統(tǒng)中相當于活塞的作用，根據(jù)活塞工作的原理，所以齒條需要密封。經(jīng)過以上的介紹，可知齒條需要往復的運動，所以需要動密封元件，本設計選擇O型橡膠密封圈，它適用于裝在各種機械設備上，在工作壓力070MPA、溫度為40120的不同液體和氣體介質(zhì)中，在固定或運動的情況下起密封作用。根據(jù)液壓設計傳動手冊表94查得適用于此齒條的密封圈如圖31222圖312齒條的密封圈如圖所示密封圈的公稱外徑MD36斷面尺寸D5內(nèi)徑291密封圈溝槽設計根據(jù)上表截面尺寸可以得出密封圈溝槽尺寸。MD53溝槽深度為E1溝槽寬度為G240在工作臺分度時，需要轉(zhuǎn)動定量角度，齒輪的分度齒分布在130的范圍內(nèi)分布23齒，所以與齒輪嚙合的齒條分布長度為140MM，齒數(shù)為22齒。所以齒條的尺寸如圖313所示圖313齒條的尺寸33齒圈設計在分度工作臺進行分度的時候，齒條帶動上齒輪，下齒輪與齒圈嚙合而帶動工作臺和主軸一起轉(zhuǎn)動定量角度。所以在此過程中下齒輪與齒圈的嚙合只是做精確定位的作用并沒有相對的轉(zhuǎn)動。所以下齒輪和齒圈只是需要按結(jié)構(gòu)尺寸確定即可23齒圈的分度圓直徑等于下齒輪的分度圓直徑112MM由可知，齒圈分度圓的直徑已知為112MM。ZMD根據(jù)工作臺的工作原理，可知下齒輪和齒圈的齒數(shù)應為4的倍數(shù)才能滿足工作的要求，查實用機械傳動設計手冊表13，可以推算，當時，根據(jù)751M，式312ZMD67512D根據(jù)選定的，可以得出D127514齒圈的齒頂圓直徑式313AAAMHD2，時，10式314ZDA15所以，M9082齒圈齒根圓直徑式315MCHDAF3751622齒圈需要帶動主軸（工作臺）旋轉(zhuǎn)，所以需要定位在主軸上，根據(jù)定位原理，主軸和齒圈需要選定位，之后再用螺栓緊固。在此設計中齒圈與主軸的定位是在齒圈的中心開一個與主軸一樣的槽，使主軸下端嵌進齒圈槽，再用三個螺栓在軸端均布緊固。其具體結(jié)構(gòu)如圖314圖314齒圈24第4章繪制TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺主要零件的設計41鼠牙盤設計多齒分度臺按其齒根部的切槽深度可分為三種齒形，見圖33所示，剛性齒的齒槽很淺，半彈性齒的齒槽介于剛、彈性之間；彈性齒的齒槽深度為齒厚的46倍或更深。彈性齒的材料為45號鋼，調(diào)制HRC2528，正火穩(wěn)定性處理。本裝置采用彈性齒比剛性多齒盤可提高精度23倍，彈性多齒分度臺是利用“平均效應”，使精度較低的齒牙盤組裝成精度較高的多齒分度盤，即是利用多定位以提高精度。但必須滿足兩個條件，一是材料符合胡克定律；二是每對齒在齒盤加壓時能均勻嚙合。由于彈性多齒分度臺的累積角度誤差不大于02，實際上可以成為一個測量基準，彈性多齒分度臺實為360個齒面棱體。圖33多齒分度臺三種齒形彈性多齒分度臺，其分度精度高，累積角度誤差僅為0102；重復精度好，可達03；自動定心精度高，中心偏移量可在0001MM左右；使用壽命長，使用過程也是對研過程，可逐步減少殘余分度誤差。其分度精度不受正反轉(zhuǎn)的限制，但只能做整度分度，最小分度值為360/Z，其中Z為齒盤的齒數(shù)。本設計中采用的是直線齒鼠牙盤，直線齒的上、下齒盤的齒形完全一樣，可用一般的銑刀加工，制造比較方便。鼠牙盤主要參數(shù)計算（1）由于鼠牙盤的齒數(shù)Z360/式31式中需要分度的最小分度角（）在此設計中最小分度角為定量角度，Z360/360/904所以在設計中鼠牙盤的齒數(shù)可以是4的倍數(shù)即可，選擇Z64齒。25（2）鼠牙盤的直徑可以根據(jù)分度臺臺面所需求的尺寸確定，分度工作臺的直徑為320MM，所以選擇D216MM。（3）鼠牙盤的齒形角5060，選擇60。（4）鼠牙盤的齒長B1015MM，選擇B10。（5）鼠牙盤內(nèi)徑根據(jù)結(jié)構(gòu)可以確定為D140MM。（6）鼠牙盤的齒高在此設計中，運用了多彈性齒的原理，使鼠牙盤的齒高比普通鼠牙盤的高一些，H204MM，B76MM，H/B204MM/76MM268所以根據(jù)多彈性齒的介紹，已經(jīng)基本達到了半彈性齒的要求。（7）大端齒距式ZDT32MT61064213（8）理論齒高式TGBHL（33）（B為大段齒頂寬度，經(jīng)設計計算為），473。6201TGHL（9）有效高度式TBS（34）（為上下齒盤齒頂間距離），SH。MTGHS892602731鼠牙盤的定位使用三個M6的螺釘均布在同一圓周上，同時使M6的定位銷來定位，確保鼠牙盤的定位精度，滿足工作要求。綜上所述，可以繪出鼠牙盤如圖3426圖34鼠牙盤根據(jù)設計的數(shù)據(jù)，鼠牙盤的齒形圖如圖35所示圖35鼠牙盤齒形42主軸設計421主軸尺寸設計液壓式數(shù)控分度工作臺的中心轉(zhuǎn)軸其結(jié)構(gòu)尺寸基本上是按照工作臺的整體尺寸確定的，其左端面的螺孔與定位銷孔都是根據(jù)工作臺的下端表面的螺孔分布來設計的。其右端面的螺孔是根據(jù)與之配合的齒圈設計的，主軸左端有3MM會嵌進齒圈的中心槽進行定位，再用三個均布的螺栓緊固。主軸最重要的部分是其右端面的直徑大小，在工作臺結(jié)構(gòu)允許的條件下，盡可能的使主軸的支承面大。因為液壓式數(shù)控分度工作臺在分度旋轉(zhuǎn)的時候，需要液壓油頂起活塞，活塞兩端都有推力軸承，通過推力頂起主軸支撐面，在次過程中工作臺的重物不一定在中心，所以會產(chǎn)生一定的傾覆力。主軸的支承面越大則產(chǎn)生的傾覆力越小，分度后的中心重復定位精度也將會提高。所以根據(jù)工作臺和鼠牙盤的尺寸，允許主軸支承面的最大尺寸為136MM。27圖36主軸422主軸軸承選擇根據(jù)主軸的動作原理，可知需要選擇推力軸承推力球軸承，推力球軸承由底座、軸圈和鋼球保持架組件三部分構(gòu)成。與軸配合的稱軸圈，與外殼配合的稱座圈。推力球軸承種類接受力情況分單向推力球軸承和雙向推力球軸承。單向推力球軸承，可承受單向軸向負荷。雙向推力球軸承，可承受雙向軸向負荷。雙向推力球軸承，其中圈與軸配合。座圈的安裝面呈球面的軸承，具有調(diào)心性能，可以減少安裝誤差的影響。推力球軸承不能承受徑向負荷，極限轉(zhuǎn)速較低。推力球軸承的用途只適用于承受一面軸向負荷、轉(zhuǎn)速較低的機件上，例如吊鉤、立式水泵、立式離心機、千斤頂、低速減速器等。軸承的軸圈、座圈和滾動體是分離的，可以分別裝拆。根據(jù)主軸的軸徑為上端的軸徑30MM，查機械設計課程設計手冊表68推力球軸承（GB/T3011995摘錄）可知，選用軸承代號為51206下端的軸徑25MM，查機械設計課程設計手冊表68推力球軸承（GB/T3011995摘錄）可知，選用軸承代號為5120528圖37推力球軸承43活塞設計液壓式數(shù)控分度工作臺的活塞的設計，根據(jù)軸心轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)尺寸可以確定活塞中心孔的大小為30MM，在設計中，當兩個接觸面的距離較長時，可以適當減少接觸面的距離，降低加工難度，也提高了精度。如圖活塞的左端面是一個專門的推力軸承的支承槽，推力軸承的外徑為52MM，根據(jù)要求在此選擇了支承槽的直徑為56MM?；钊叽缛鐖D38所示圖38活塞活塞是根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力確定的，活塞作為液壓油驅(qū)動的部件，在其運動過程中難免會發(fā)生泄漏現(xiàn)象，所以也需要密封圈，根據(jù)密封圈可以設計出活塞上的密封槽。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，活塞需要液壓油進行驅(qū)動，根據(jù)活塞工作的原理，所以齒條需要密封。密封可分為靜密封和動密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封和直接接觸密封三大類。根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質(zhì)較軟寬度較寬的墊密封，高壓靜密封則用材質(zhì)較硬接觸寬度很窄的金屬墊片。動密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復密封兩種基本類型。按密封件與其作相29對運動的零部件是否接觸，可分為接觸式密封和非接觸式密封；按密封件和接觸位置又可分為圓周密封和斷面密封，斷面密封又稱為機械密封。動密封中的離心密封和螺旋密封，是借助機器運轉(zhuǎn)時給介質(zhì)以動力得到密封。30第5章TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺分度總體設計51液壓系統(tǒng)的方案設計通過液壓式數(shù)控分度工作臺的基本原理和動作過程，可以了解到工作臺需要有兩個液壓系統(tǒng)一個是提供壓力使工作臺實現(xiàn)抬起和下降的動作，而另外一個液壓系統(tǒng)是實現(xiàn)工作臺定量角度分度回轉(zhuǎn)的動作。這兩個動作過程都需要液壓系統(tǒng)具有使工作臺平穩(wěn)動作的功能，不要在工作臺抬起、下降、分度的時候產(chǎn)生顫動，影響加工精度。圖22H型中位機能液壓缸如圖22所示，在液壓缸的兩側(cè)油路上都串接一液控單向閥（液壓閥），活塞可以在行程的任何位置上鎖緊，不會因外界的原因而顫動，而其鎖緊精度只受液壓缸的泄漏和油液壓縮性的影響。為了保證鎖緊迅速、準確，換向閥采用了H型中位機能。這種液壓系統(tǒng)能很好的滿足液壓式數(shù)控分度工作臺的要求。根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺的基本參數(shù)和CAD輔助設計對零部件的設計，可以知道實現(xiàn)工作臺的分度的液壓系統(tǒng)的壓力遠比實現(xiàn)工作臺上下運動的壓力要小，兩個液壓系統(tǒng)選擇相同的液壓泵，所以選擇液壓泵的時候只要滿足上下運動的即可。根據(jù)工作臺的最大載重量為800KG，不僅需要一定的過載能力，而且工作臺本身也有自重，所以在選擇時液壓系統(tǒng)的最大載重為1000KG。根據(jù)如圖23所示設計的活塞尺寸，活塞的作用面為半徑為325MM和半徑為47MM圍成的環(huán)面。計算過程如下31圖23活塞式21MGFNKG98010式222RRS222635153473MR式23SFPMPAN210635986表22液壓泵參數(shù)型號流量1/MIN壓力MPA轉(zhuǎn)速RPM容積效率重量KG驅(qū)動功率KWCBB44414508528021根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺的動作過程，設置了四個數(shù)控指示燈，其數(shù)控指令的動作順序如表23表23液壓式數(shù)控分度工作臺數(shù)控系統(tǒng)動作順序指令動作完成信號抬起工作臺抬起，開關(guān)D松開發(fā)出抬起到位信號分度擋塊17壓到推桿16，E開關(guān)閉合發(fā)出分度到位信號下降工作臺下降，開關(guān)D閉合發(fā)出下降、夾緊信號返回擋塊14壓到推桿15，開關(guān)C閉合發(fā)出分度結(jié)束信號32根據(jù)設計時的思路完成了工作臺的設計，在本設計中首先我把設計分層了三部分，其中包括工作臺的定位結(jié)構(gòu)、工作臺的夾緊與松開結(jié)構(gòu)、工作臺的分度結(jié)構(gòu)。52工作臺定位原理和結(jié)構(gòu)圖320工作臺定位結(jié)構(gòu)如上圖320所示，在工作臺分度完成后的定位主要是通過鼠牙盤實現(xiàn)的，也即是下鼠牙盤2和上鼠牙盤3的嚙合對工作臺進行定位。而在需要分度的時候，工作臺的定心精度主要是由活塞8、主軸5和工作臺底座7以及密封塊6安裝固定的。53工作臺松開、夾緊原理和結(jié)構(gòu)33圖321工作臺松開、夾緊結(jié)構(gòu)如上圖321所示，工作臺需要分度時松開是通過油道1進油使活塞2向上運動，同時推動推力軸承4使主軸5向上運動，從而工作臺也向上移動，實現(xiàn)上鼠牙盤6、下鼠牙盤7的松開，為實現(xiàn)分度動作做好準備。當工作臺分度完成后，需要下降使工作臺夾緊時，油液會從油道8