高精度摆动式回转工作台的设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

高精度摆动式回转工作台的设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

基准之用。 如图（ ）。 上海电机学院继续教育学院毕业设计（论文） 9 图 Fig. highprecision Swing rotary table 图 俯视图 Fig. A plan view of highprecision Swing rotary table 砂轮 工作台 型槽 工作台 高精度摆动式回转工 作台的设计 10 电机的选用 电机的介绍 按工作电源分类： 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。 其中交流电动机还分为单相 电动机和三相电动机。 按结构及工作原理分类： 根据电动机按结构及工作原理的不同，可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。 感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。 交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。 有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。 电磁直流电动机又分为串励 直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。 永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 按起动与运行方式分类 ：根据电动机按起动与运行方式不同，可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 按用途分类 可分为驱动用电动机和控制用电动机。 驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。 控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 按转子的结构分类 根据电动机按转子的结构不同，可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 按运转速度分类 根据电动机按运转速度不同，可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。 低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。 上海电机学院继续教育学院毕业设计（论文） 11 调速电 动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、 PWM 变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。 异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。 同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。 电机的选取 本次设计选用 CEMA 泛用型三相感应电动机 IM1001(YA 系列 )。 如图。 表 CEMA泛用型三相感应电动机 IM1001(YA系列 )性能表 Tab. CEMA UTV phase induction motor IM1001 (YA series) Performance Table 输出功率 转速 型号 电流 效率 功率因数 额定转矩 额定电流 1． 1KW 2780r/min YA7122 因回转工作台体积相对较小，又需传动平稳。 所以本次选用三相感应电动机，其具有诸如体积小、效率高、节能、噪音低、振动小等特点。 图 三相感应电动机 Fig. Threephase induction motor 如果在回转工作台中 加入数控系统可以使加工、操作更简便，起到省时省力的功效。 伺服电机的选择：设计中选用交流伺服电动机，交流伺服电动机结构简单，动态响应好，输出功率大，试用于高速场合下。 高精度摆动式回转工 作台的设计 12 减速器的选用 减速器的介绍 减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。 在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。 几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等 .其应用从大 动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。 因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备 ,变速机。 减速机的作用主要有： (1) 降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。 (2) 减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。 大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。 它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。 减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同 可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。 以下是常用的减速机分类： (1) 摆线针轮减速机 (2) 硬齿面圆柱齿轮减速器 (3) 行星齿轮减速机 (4) 软齿面减速机 (5) 三环减速机 (6) 起重机减速机 (7) 蜗杆减速机 (8) 轴装式硬齿面减速机 (9) 无级变速器 齿轮减速器和蜗杆减速器的紧要类型、特点及运用。 (1) 展开式两级圆柱齿轮减速器 展开式两级圆柱齿轮减速 器是两级减速器中最简朴 、运用最遍及的一种。 它的齿轮相对于支承位置不对称，当轴发生变形时，载荷在齿轮上散布的不均匀，因此轴应设上海电机学院继续教育学院毕业设计（论文） 13 计的具有较大的刚度，并使齿轮远离输入端或输出端。 一般用在中央距和ae%26lt。 =1700mm的情况下。 两级圆锥－圆柱齿轮减速器 单级圆锥齿轮减速器及两级圆锥－圆柱齿轮减速器用于需要输入轴与输出轴成90D 配置的传动中。 当传动比不大（ i=1~6）时，采用单级圆锥齿轮减速器；当传动对比大时，则采用两级（ i=6~35）或三级（ i=35~208）的圆锥 圆柱齿轮减速器。 由于大尺寸圆锥齿轮较 难缔造，因而总是把圆锥齿轮传动作为圆锥 圆柱齿轮减速器的高速级（载荷较小），以减小其尺寸，便于提高缔造精度。 (2) 同轴式两级圆柱减速器 同轴式两级圆柱减速器的径向尺寸紧凑，但径向尺寸较大。 由于中间轴较长，轴在受载时的挠曲亦较大，因而沿齿宽上的载荷集中现象亦较严峻。 同时由于两级齿轮的中央距必需一致，所以高速级齿轮的承载本领难以充分使用。 并且位于减速器中间部分的轴承润滑也对比困难。 此外，减速器的输入轴和输出轴端位于同一轴线的两端，给传动装置的总体配置带来一些局限。 但当要求输入轴端和输出轴端必需放在同一轴线上 时，采用这种减速器却极为便利。 这种减速器常用于中央距总和 ae =100~1000mm 的情况下。 (3) 蜗轮蜗杆减速器 蜗轮蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，但效率较低。 个中运用最广的是单级蜗杆减速器，两级蜗杆减速器则运用较少。 单级蜗杆减速器根据蜗杆的位置可分为上下蜗杆 、 下蜗杆及侧蜗杆三种。 单级蜗杆减速器传动比规模 i=10~70。 上述蜗杆配置方案的选取，亦视传动装置混合的便利于否而定。 选择时、应尽可能采用下蜗杆的结构。 因为此时的润滑和冷却问题均较轻易 解决，同时蜗杆的轴承润滑也很便利当蜗杆的圆周速度大于 4~5m/s 时，为了减削搅油和飞溅时损耗的功率，可采用上蜗杆结构。 减速器的选取 蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。 但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。 谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。 输入转速不能太高。 行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较 高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。 但价格略贵。 高精度摆动式回转工 作台的设计 14 图 WPWED外型安装尺寸 Fig. WPWED install size 表 WPWED蜗轮蜗杆减速器参数 Tab. WPWED Worm Reducer 因此在设计中选用蜗轮蜗杆减速器，其特点是在外廓尺寸不大情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，精度较高，使用寿命很长。 WPWED 系列蜗轮蜗杆减速器输入功率。 如图。 输入功率： ， 上海电机学院继续教育学院毕业设计（论文） 15 传动比： 800， 型号： WPWED80135。 图 WPWED系列蜗轮蜗杆减速器 Fig. WPWED series worm reducer 图 WPWED系列蜗轮蜗杆减速器 结构示意图 Fig. WPWED schematic worm reducer 齿轮的设计 齿轮的计算 此次设计的齿轮主要用于电机与蜗杆之间的连接，因为如不使用此一级齿轮，而直接使用单头或双头蜗轮蜗杆无法达到设计要求的转速。 由于与电机轴相连所以齿轮需要能够承受轻微振动。 高精度摆动式回转工 作台的设计 16 表 齿轮设计表 Tab. Gear design table 设计项目 设计依据及内容 设计结果 1. 设计参数 传递功率 P=(kW) 传递转矩 T=(N178。 m) 齿轮 1转速 n1=2780(r/min) 齿轮 2转速 n2=2780* =4170(r/min) 原动机载荷特性 SF=轻微振动 工作机载荷特性 WF=均匀平稳 预定寿命 H=10000(小时 ) 传动比 i= 处理 齿面啮合类型 GFace=软齿面 热处理质量级别 Q=ML 齿轮 1材料及热处理 Met1=34CrNi3Mo调质 齿轮 1硬度取值范围 HBSP1=269～ 341 齿轮 1硬度 HBS1=310 齿轮 1材料类别 MetN1=0 齿轮 1极限应力类别 MetType1=5 齿轮 2材料及热处理 Met2=40Cr调质 齿轮 2硬度取值范围 HBSP2=235～ 275 齿轮 2硬度 HBS2=255 齿轮 2材料类别 MetN2=0 齿轮 2极限应力类别 MetType2=5 3. 齿轮基本参数 模数 (法面模数 ) Mn=(2) 端面模数 Mt= 螺旋角 β =(度 ) 标准中心距 A0=(mm) 实际中心距 A=(mm) 齿数比 U= 上海电机学院继续教育学院毕业设计（论文） 17 基圆柱螺旋角 βb=(度 ) 齿轮 1齿数 Z1=38 齿轮 1变位系数 X2= 齿轮 1齿宽 B2=(mm) 齿轮 1齿宽系数 Φ d2= 齿轮 2齿数 Z2=24 齿轮 2变位系数 X1= 齿轮 2齿宽 B1=(mm) 齿轮 2齿宽系数 Φ d1= 总变位系数 Xsum= 端面重合度 εα = 纵向重合度 εβ = 总重合度 ε = 齿轮 1分度圆直径 d2=(mm) 齿轮 1 齿 顶 圆 直 径 da2=(mm) 齿轮 1 齿 根 圆 直 径 df2=(mm) 齿轮 1齿顶高 ha2=(mm) 齿轮 1齿根高 hf2=(mm) 齿轮 1全齿高 h2=(mm) 齿轮 1 齿 顶 压 力 角 αat2=(度 ) 齿轮 1公法线长度 Wk2=(mm) 齿轮 2分度圆直径 d1=(mm) 齿轮 2齿顶圆直径 da1=(mm) 齿轮 2齿根圆直径 df1=(mm) 齿轮 2齿顶高 ha1=(mm) 齿轮 2齿根高 hf1=(mm) 齿轮 2全齿高 h1=(mm) 齿轮 2 齿 顶 压 力 角 αat1=(度 ) 齿顶高系数 ha*= 顶隙系数 c*= 压力角 α *=20(度 ) 端面齿顶高系数 ha*t= 端面顶隙系数 c*t= 端面压力角 α *t=(度 ) 4. 齿轮强度校核 齿轮 接触强度设计公式 ： 齿轮 1 接 触 强 度 极 限 应 力 σHlim2=(MPa) 齿轮 1 抗弯疲劳基本值 σFE2=(MPa) 高精度摆动式回转工 作台的设计 18 接触齿面接触强度小齿轮分度圆 直 径设计公式： （ mm） 齿轮 1 接触疲劳强度许用值 [σH]2=(MPa) 齿轮 1 弯曲疲劳强度许用值 [σF]2=(MPa) 齿轮 2 接 触 强 度 极 限 应 力 σHlim1=(MPa) 齿轮 2 抗弯疲劳基本值 σFE1=(MPa) 齿轮 2 接触疲劳强度许用值 [σH]1=(MPa) 齿轮 2 弯曲疲。