160数控分度头(附件)
摘 要 数控分度头是一种可以实现旋转类零件的复杂加工的圆周分度进给部件，它常被使用于加工中心和卧式的镗床上，并且可以和机床的、、三个坐标轴联动，从而加工出各种复杂圆弧曲面等。数控分度头最大的特点是可以精确的自动分度，同时也让数控机床的加工范围变的更广。这是一种非常实用的加工工具。随着数控技术的应用越来越广泛，数控分度头的应用已成为历史的必然。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题的背景及实际意义 1
1.2设计准则 1
1.3主要技术参数 1
1.4本章小结 1
第二章 数控分度头的方案设计 3
2.1传动方案的总体设计 3
2.1.1拟定传动方案 3
2.1.2传动方案及其分析 4
2.2电动机的选择 4
第三章 蜗轮蜗杆侧隙消除设计 7
3.1蜗轮蜗杆常用消隙方法 7
3.2变导程蜗轮蜗杆传动原理 7
第四章 数控分度头的结构设计 8
4.1蜗杆与蜗轮的选用与校核 8
4.1.1蜗杆传动的类型选择及设计准则 8
4.1.2选择材料及热处理方式 8
4.1.3蜗轮蜗杆传动的设计过程 8
4.1.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 12
4.2轴的校核与计算 13
4.3轴承的选用 15
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
第一章 绪论
1.1本课题的背景及实际意义
由于科学水平，经济能力和生产水平的飞速发展和稳步提升，机械类产品面临着加工精度越来越高，加工形状越来越复杂等的一系列问题。长期以来，这类传统产品都在通用机床上加工，基本上是由人工操作，工人劳动强度大，而且难以提高生产效率和保证产品质量。在面对车工手工无法操作和加工的一些复杂的曲线，曲面的时候，就产生了为了解决单件，小批量，高精度，复杂型面零件加工的自动化的数控机床。数控机床工作台不仅仅是数控机床的一个很重要的组成部分，同时也是决定着加工精度的一个重要组成环节。从一开始为了满足加工简单零件
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
而设计的直线运动的X—Y工作台，到现在为了实现旋转类零件的复杂加工和箱体类零件的加工而制造的圆周分度进给部件等。[1]圆周分度进给部件包括分度头和数控回转工作台。
数控机床是一种具有很高的加工效率的设备，当铣床工作台上装夹了零件以后，为了尽可能的让机床完成较多的复杂工艺内容，不仅要求机床有沿X,Y,Z三个坐标轴的直线运动之外，还要求机床加工旋转类零件，这些运动通常用分度头来实现。数控分度头作为机床配件的一种，同时也是属于机床进给传动系统的一部分，作用是使数控机床能按照指令做分度运动，是影响加工精度的重要组成环节。
1.2设计准则
在设计过程当中，我们应该遵循着以下几条设计准则
1）分析原理和性能
2）判别功能载荷及其意义
3）预测意外载荷
4）创造有利的载荷条件
5）提高合理的应力分布和刚度
6）重量要适宜
7）应用最基本的公式求出最佳尺寸
8）根据性能组合选择材料
1.3主要技术参数
1）中心高160 mm
2）分度精度20"
3）最高转速：12rpm
1.4本章小结
主要简单介绍毕业设计题目（160数控分度头）及其发展概况，研究背景、设计参数也作了进一步的说明。通过对数控分度头的研究，使我们能够熟悉机械系统设计的过程，以及掌握利用CAXA软件来绘制二维图的过程。机床行业的发展，依赖于科学技术的水平和创新，依赖于数控机床的快速升级换代，由于我国机床附件厂的投资不足，造成技术和创新的落后，使附件的发展水平落后于发达国家，成为制约国家机床水平发展的瓶颈。在今后的几年中，我国机床附件厂要发展中高档次种类的工件，在提高附件性能和稳定性的同时，也要学习发达国家的先进技术，并要在产品创新上多花时间，总结学习的经验，争取在国际机床水平竞争中站稳脚跟！[3]
本次毕业设计主要是解决数控分度头的工作原理和机械机构的设计与计算部 分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。
数控分度头的市场分析：随着我国科学技术生产力水平的迅速提升，对工件更方面的要求变的越来越高，所以工件加工的范围也变的越来越广，这样就需要加工中心被要求配备第四轴或第五轴。初步预计国内市场对于配备了数控分度头的加工中心的需求将达到每年700台左右。[2]
第二章 数控分度头的方案设计
2.1传动方案的总体设计
2.1.1拟定传动方案
数控分度头的组成部分是由电动机、传动装置和工作部件组成。传动装置的作用是在电动机与工作部件之间传递运动和动力，同时可以实现分度运动。传动装置一般包括传动件（齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动等）和支承件（主轴、轴承等）两部分。它们的材料和成本在机器中占很大比重，并且它们的质量和稳定性对机器的工作影响很大。所以设计合理的传动方案具有重要意义。
分度头的传动方案由图21所示有两种：方案一为一级和二级都是齿轮传动；方案二为超同步交流伺服电机连接蜗杆，蜗杆带动蜗轮传动。
方案一的最大缺点是：
1)总传动比小；
2)占用空间大；
3)只能使分度头完成圆周分度运动，无法使分度头完成自锁。
虽然方案二的传动效率低，但是对于蜗轮蜗杆传动却有它独特的特性自锁。
所以数控分度头传动方案为方案二：伺服电机——蜗杆传动——工作进给部件。
图21
2.1.2传动方案及其分析
蜗轮蜗杆传动是一种常用的大传动比机械传动。蜗杆传动有以下特点：
1)很大的传动比，在分度机构中可达900左右。跟其他的传动形式相比，当传动比相同时，机构的尺寸较小，所以结构严密。
2)传动平稳和噪音较小。这是因为蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，与蜗轮的啮合是连续的，所以，传动平稳。
3)当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，假如蜗杆为主动件，机构将自锁。
4)由于蜗杆和蜗轮齿面间存在很大的相对滑动，蜗杆传动的效率比齿轮传动低，而且容易导致发热和温升现象；蜗轮齿圈通常需要用青铜制造以便减小摩擦，因此成本较高。[4]
由以上分析可得：比较合理的传动方案是使用蜗轮蜗杆传动。
2.2电动机的选择
电动机是一个标准部件，同时也是由专门厂家批量生产的。选择电动机包括确定类型、结构、额定功率和转速，并查出其型号和尺寸。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题的背景及实际意义 1
1.2设计准则 1
1.3主要技术参数 1
1.4本章小结 1
第二章 数控分度头的方案设计 3
2.1传动方案的总体设计 3
2.1.1拟定传动方案 3
2.1.2传动方案及其分析 4
2.2电动机的选择 4
第三章 蜗轮蜗杆侧隙消除设计 7
3.1蜗轮蜗杆常用消隙方法 7
3.2变导程蜗轮蜗杆传动原理 7
第四章 数控分度头的结构设计 8
4.1蜗杆与蜗轮的选用与校核 8
4.1.1蜗杆传动的类型选择及设计准则 8
4.1.2选择材料及热处理方式 8
4.1.3蜗轮蜗杆传动的设计过程 8
4.1.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 12
4.2轴的校核与计算 13
4.3轴承的选用 15
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
第一章 绪论
1.1本课题的背景及实际意义
由于科学水平，经济能力和生产水平的飞速发展和稳步提升，机械类产品面临着加工精度越来越高，加工形状越来越复杂等的一系列问题。长期以来，这类传统产品都在通用机床上加工，基本上是由人工操作，工人劳动强度大，而且难以提高生产效率和保证产品质量。在面对车工手工无法操作和加工的一些复杂的曲线，曲面的时候，就产生了为了解决单件，小批量，高精度，复杂型面零件加工的自动化的数控机床。数控机床工作台不仅仅是数控机床的一个很重要的组成部分，同时也是决定着加工精度的一个重要组成环节。从一开始为了满足加工简单零件
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
而设计的直线运动的X—Y工作台，到现在为了实现旋转类零件的复杂加工和箱体类零件的加工而制造的圆周分度进给部件等。[1]圆周分度进给部件包括分度头和数控回转工作台。
数控机床是一种具有很高的加工效率的设备，当铣床工作台上装夹了零件以后，为了尽可能的让机床完成较多的复杂工艺内容，不仅要求机床有沿X,Y,Z三个坐标轴的直线运动之外，还要求机床加工旋转类零件，这些运动通常用分度头来实现。数控分度头作为机床配件的一种，同时也是属于机床进给传动系统的一部分，作用是使数控机床能按照指令做分度运动，是影响加工精度的重要组成环节。
1.2设计准则
在设计过程当中，我们应该遵循着以下几条设计准则
1）分析原理和性能
2）判别功能载荷及其意义
3）预测意外载荷
4）创造有利的载荷条件
5）提高合理的应力分布和刚度
6）重量要适宜
7）应用最基本的公式求出最佳尺寸
8）根据性能组合选择材料
1.3主要技术参数
1）中心高160 mm
2）分度精度20"
3）最高转速：12rpm
1.4本章小结
主要简单介绍毕业设计题目（160数控分度头）及其发展概况，研究背景、设计参数也作了进一步的说明。通过对数控分度头的研究，使我们能够熟悉机械系统设计的过程，以及掌握利用CAXA软件来绘制二维图的过程。机床行业的发展，依赖于科学技术的水平和创新，依赖于数控机床的快速升级换代，由于我国机床附件厂的投资不足，造成技术和创新的落后，使附件的发展水平落后于发达国家，成为制约国家机床水平发展的瓶颈。在今后的几年中，我国机床附件厂要发展中高档次种类的工件，在提高附件性能和稳定性的同时，也要学习发达国家的先进技术，并要在产品创新上多花时间，总结学习的经验，争取在国际机床水平竞争中站稳脚跟！[3]
本次毕业设计主要是解决数控分度头的工作原理和机械机构的设计与计算部 分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。
数控分度头的市场分析：随着我国科学技术生产力水平的迅速提升，对工件更方面的要求变的越来越高，所以工件加工的范围也变的越来越广，这样就需要加工中心被要求配备第四轴或第五轴。初步预计国内市场对于配备了数控分度头的加工中心的需求将达到每年700台左右。[2]
第二章 数控分度头的方案设计
2.1传动方案的总体设计
2.1.1拟定传动方案
数控分度头的组成部分是由电动机、传动装置和工作部件组成。传动装置的作用是在电动机与工作部件之间传递运动和动力，同时可以实现分度运动。传动装置一般包括传动件（齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动等）和支承件（主轴、轴承等）两部分。它们的材料和成本在机器中占很大比重，并且它们的质量和稳定性对机器的工作影响很大。所以设计合理的传动方案具有重要意义。
分度头的传动方案由图21所示有两种：方案一为一级和二级都是齿轮传动；方案二为超同步交流伺服电机连接蜗杆，蜗杆带动蜗轮传动。
方案一的最大缺点是：
1)总传动比小；
2)占用空间大；
3)只能使分度头完成圆周分度运动，无法使分度头完成自锁。
虽然方案二的传动效率低，但是对于蜗轮蜗杆传动却有它独特的特性自锁。
所以数控分度头传动方案为方案二：伺服电机——蜗杆传动——工作进给部件。
图21
2.1.2传动方案及其分析
蜗轮蜗杆传动是一种常用的大传动比机械传动。蜗杆传动有以下特点：
1)很大的传动比，在分度机构中可达900左右。跟其他的传动形式相比，当传动比相同时，机构的尺寸较小，所以结构严密。
2)传动平稳和噪音较小。这是因为蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，与蜗轮的啮合是连续的，所以，传动平稳。
3)当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，假如蜗杆为主动件，机构将自锁。
4)由于蜗杆和蜗轮齿面间存在很大的相对滑动，蜗杆传动的效率比齿轮传动低，而且容易导致发热和温升现象；蜗轮齿圈通常需要用青铜制造以便减小摩擦，因此成本较高。[4]
由以上分析可得：比较合理的传动方案是使用蜗轮蜗杆传动。
2.2电动机的选择
电动机是一个标准部件，同时也是由专门厂家批量生产的。选择电动机包括确定类型、结构、额定功率和转速，并查出其型号和尺寸。
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