二、设计任务及要求
设计题目：数控回转工作台的设计
1. 设计内容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书；
2. 设计要求包括：回转角度0～360°；最大回转半径400㎜；最大承载重量50㎏；
3. 机械部分的设计：装配工作图1张（1号）；
4. 计算机控制的设计：控制系统接口图一张；
5. 控制装置采用步进电机驱动，MCS-51或单片机FX2N-PLC控制系统，软件环分，由键盘输入实现开环控制。
三、机械系统设计
在数字回转工作台机械传动部分选用蜗轮蜗杆传动，因为蜗杆传动平稳，振动，冲击和噪声均较小；能以单级传动获得教大的传动比，结构紧凑，有利于实现回转工作台所要求的分度的实现.故选用蜗轮蜗杆 传动.
（一）、蜗杆类型的选择:
蜗杆选择为渐开线圆柱蜗杆.因为此种蜗杆不仅可车削还可以像圆柱齿轮那样用齿轮滚刀滚削，并可用但面或单锥面砂磨削.制造精度高.是普通圆柱蜗杆传动中较理想的传动.传动效率也高，在动力传动和机床精密传动中应用较为广泛. （二）、蜗杆蜗轮材料的选择:
由于蜗杆传动啮合摩擦较大，且由于蜗轮滚刀的形状尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同，被加工出的蜗轮齿形难以和蜗杆精确共轭，必须依靠运转跑合才渐趋理想，因此材料副的组合必须具有良好的减摩和跑合性能以及抗胶合性能。所以蜗轮通常青铜或铸铁做齿圈，并尽可能与淬硬并经磨削的钢制蜗杆相匹配。故选择：蜗杆材料为：渗碳钢，表面淬硬56-62HRC 牌号为20GrMnTi.蜗轮材料为：铸造锡青铜，牌号为ZcuSn10Pb1
（三）、蜗杆蜗轮参数计算：
氧化镁板1. 蜗杆传动尺寸的确定：
由设计题目中要求可知：工作台回转直径最大为400mm/50千克.
由《齿轮手册》（上）表6.2-3取蜗杆蜗轮中心距标准a=225mm;
估取蜗杆分度圆直径:
为能获得较大的传动比，取蜗杆头数为: z =1;z =90
估取模数m: m=(1.4~1.7)a/ z =3.6 取m=4
q=d /m=80/4=20
6 tanγ= z /q 则γ=2.86°
2. 确定蜗轮蜗杆各参数值
蜗杆尺寸“
1) 蜗杆轴向齿距:p =πm=3.14×4=12.56
2) 螺旋线导程:p =p ×z =15.4×4=12.56
3) 法向齿形角：对于ZI蜗杆αn=20°在分度传动中允许减小齿形角α=15°
4) 直径系数:q= d /m=80/4=20
5) 蜗杆分度圆(中圆)直径: d (d )= d =qm=80
6) 蜗杆分度圆(中圆柱)导程角: γ=2.86°
渐开线蜗杆:
清理平台基圆柱导程角: γcosγ=cosαncosγγ=15.264°
7) 基圆直径:d d = z m/tanγ=14.16
8) 法向基节:p =πm cosγ=12.12
9) 蜗杆齿轮顶高:h =h m=1×4=4
10 蜗杆齿根高:h =1.2m=4.8
11) 蜗杆全齿高:h = h + h =4+4.8=8.8
陶粒混凝土墙板12) 顶隙:c =0.2m=0.8
13) 齿根圆半径:ρ=0.3m=1.2
铁塔基础14) 蜗杆齿顶圆直径:d =d +2 h =88
15) 蜗杆齿根圆直径:d = d -2 h =70.4
16) 蜗杆齿宽:b =95
蜗轮尺寸:
1) 蜗轮中圆螺旋角:β=γ=2.86°焊条烘干炉
2) 蜗轮分度圆(节圆)直径:d =m z =4×60=240mm
3) 蜗轮中圆直径:d = d =240mm
4) 蜗轮齿顶高:h =1×4=4mm
5) 蜗轮齿根高:h =1.2×4=4.8mm
6) 蜗轮全齿高:h =h =8.8mm
7) 蜗轮齿顶圆直径:d =d+2ha=240+8=248mm
8) 蜗轮齿根圆直径:df2= d -2h =240-9.6=230.4mm防爆节能灯
9) 蜗轮外圆直径:d = d +m=248+5=253mm
10) 蜗轮齿宽:b =80.3mm
（四）、蜗轮带动工作台转动需克服的力:
滚动导轨的摩擦系数为:f=0.0025～0.005取:f=0.005工作台重量为:50㎏×9.8=490N
摩擦力：则可知：周向力F=G?f=490×0.005=2.46N
（五）、蜗轮蜗杆的支承结构:
蜗杆及蜗轮的支承通常都采用滚动轴承，蜗杆支承跨距L1应尽量紧凑。通常L1=（1.3~1.5）a.其中1.3用于a≤500。1.5用于a≥500。蜗轮支承跨距L2=（0.5-0.7）d2。d2为蜗轮分度圆直径，其中0.7适用于小尺寸传动。
蜗轮蜗杆具有轴向力，当跨距小时常采用接触球轴承或圆锥滚子轴承。轴向力不大是亦可采用向心球轴承。支承跨距较大或载荷有冲击而双向传动时，可在一个支座上采用两个相反方向放置的角接触球
轴承或圆锥滚子轴承并加以预紧，在设计中选用圆锥滚子轴承（7306E）用于承受轴向及径向力。另一支座则采用一个单列向心球轴承或圆柱滚子轴承（选用圆柱滚子轴承2208）并允许针对箱体有相对轴向游动，也可在一端采用双列调心球轴承或双列调心滚子轴承。另一端采用单受径向力的向心轴承。
向位置和游隙的调整依靠事先磨削好的调整环或垫片组，他们可以放置在轴承外圆和压盖圆筒之间。而垫片组也可放置在压盖端面和箱体凸缘之间。（六）回转台结构
图1 回转台结构
四、步进电动机的选择
磁阻式步进电动机由于其结构简单，性能可靠，分辨率高等优点，故选择磁阻式步进电动机。
90BF006磁阻式步进电动机产品数据：
相数：5
步距角：0.36
电压：24
相电流：3A
最大静转矩2.156N?M
空载起动频率：f=2400step/s
电阻：0.76Ω
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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