五轴加工中心C轴转向机构及控制精度设计

摘    要

    C轴是五轴加工中心中的机床附件，用于需要多面转位加工的工件加工。可提高加工效率，完成更多的工艺，是一种很实用的加工工具。它的传动系统由原动力、齿轮传动、蜗杆传动组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧。

   本文依据机械设计的规则和步骤，充分借鉴现有各类机床的工作特性、传动、夹紧结构和调整技术。首先，进行总体传动方案设计，传动方案采用齿轮和蜗杆传动；其次进行各零件的设计与校核，蜗杆与轴采用整体式结构；然后，对C轴转向机构的控制精度设计；最后运用AUTOCAD绘制出装配图和零件图。

 

关键词：C轴；五轴加工中心；齿轮传动；蜗杆传动；控制精度设计

ABSTRACT

    C axis is used in Five axis machining c....

Keywords: C axis; Five axis machining center; Gear Transmission;Worm drive；design the control precision

目   录

第一章 绪论 1

1.1 引言 1 

1.2加工中心在国内外发展状况 1

1.3 课题研究的目的和内容 2 

1.4 五轴加工中心分类及加工特点 3 

第二章 C轴转向机构的传动方案设计 5 

2.1 传动方案应满足的要求 5 

2.2对能实现C轴转向的传动方案分析 5 

第三章 C轴转动控制精度设计 7

3.1 传动比及参数确定 7

3.1.1 传动比设定 7 

3.1.2 最大回转速度 7 

3.1.3 步进电机分度精度确定 7 

3.2 步进电机的选择 8

3.2.1 步进电机启动力矩计算 8 

3.2.2步进电机最大转速 9 

3.2.3步进电机最大频率 10

3.2.4 选取步进电机型号 10

3.3  C轴控制精度的验证计算 10

3.3.1 C轴转动角度的验证 10

3.3.2 传动过程减少误差措施 11

第四章 C轴转向机构设计及校核计算 12

4.1 齿轮传动设计 12

4.1.1 齿轮的材料及类型 12 

4.1.2 按齿面接触疲劳强度设计尺寸 13

4.1.3 确定齿轮的主要参数与主要尺寸 14

4.1.4 校核齿根弯曲疲劳强度 14

4.2 蜗杆传动设计 16 

4.2.1 蜗杆传动类型 17 

4.2.2 蜗轮蜗杆的材料 17

4.2.3 按齿面接触疲劳强度设计 17 

4.2.4 蜗轮蜗杆主要参数与几何尺寸 19

4.2.5 校核蜗轮轮齿弯曲疲劳强度 19 

4.2.6 蜗杆传动温度计算 21

4.3 轴的设计计算 21

4.3.1 输入轴的设计 22 

4.3.2 蜗杆轴的设计 27 

4.3.3 蜗杆轴的计算 27 

4.4 键联接的选择 30 

4.4.1 键联接的类型及尺寸 31 

4.4.2 键联接强度验算 31 

4.5 轴承的选择 32 

4.5.1 轴承的类型 33

4.5.2 轴承的尺寸 33 

4.5.3 轴承的密封装置 34

4.6 联轴器的选择 34

4.6.1 联轴器的类型 34 

4.6.2 联轴器的尺寸 35 

4.7 C轴转向机构的箱体设计 36 

4.7.1 箱体结构 36 

4.7.2 箱体的参数设计 38

第五章 结论 40 

参考文献 41

致谢 42