平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计
平面包络环面蜗轮数控加工编程与仿真研究
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． １ ２ ， ２ ０ １ ３
２ 加工方案
２ ． １ 机 床选 择
３ 后 置 处 理 器 的 开 发
求机 床平 动 坐标 ｘ、 Ｙ、 ｚ ， 即经 工件 转 动后 ， 刀心 ｃ ｎ 在 工件 坐标 系 Ｏ ￣ （ Ｙ Ｚ中的位 置 ， 即：
－
＋ｒ ｓ ｎｌ ｉ ｏ ｃｏ ｓ ｉ ｎ ｓ ｉ ｎｃ ｌ ｆ ｌ ｆ ｂ ２ ） ＋ ａ ｏｓ ｂ ｉｆ
— — — — — — — — — — — — — — — — — —
ｓ ｌ ｎ （ ￣ ２
ｘ２
Ｙ２＝ ｖ ｓ ｉ 一ｒ ｂ
拟合成 曲面 ， 通过进行特 征线 ， 修剪 、 环面 、 缝合 ， 得
ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ软件计 算 得其 齿 面接 触点 如 图 １ 所 示 ，同理 ， 利 用相 同方法 可 以得 到蜗 轮另 一齿 面点 参数 。 将 计 算 得 到 的蜗 轮 齿 面接 触 点 数 据 导 人 Ｕ Ｇ 中
ｉ ｃｏｓ ｎ ｌ ｆ ｃ ｂ （ ｓ ２
— — — — — — — —
式 中，
０为分 度 角 ； 为 母平 面倾 角 ；
：
为 第二 次包 络 转角 ；
ｉ 为传动 比； Ｍ 为 轴坐标值 ；
’ 为蜗 轮转 角 ； 为工 作 台工作 转 角 。
提供一定理论研究 。
１ 理 论 基 础
求解蜗轮齿面方程过程复杂 ，所 以采用数值离 散 方法 来 求解 。在 解一 次 接触 线 的端点 几何 参 数时 ， 采 用逐 一 搜索 法 ， 在取 定 西 ： 值 的前 提下 ， 将 Ｍ按 照等
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平面二次包络环面蜗杆副数控车削加工的研究
平面二次包络环面蜗杆副数控车削加工的研究作者：董丽娟来源：《科技风》2018年第24期摘要：以理论齿面方程为基础，依靠Matlab的数值计算能力以及编程能力，对齿面方程进行编程，并用Matlab对齿面方程进行建模仿真，得到环面蜗杆的仿真图形；然后运用VB对Solidworks进行二次开发，使齿面点输入到Solidworks中，运用API函数对齿面点进行离散数据处理后生成实体，最终得到环面蜗杆的三维实体模型；运用空间转换矩阵将螺旋线方程转换到一个固定坐标系中，将数据转换成走刀数据，选择要运用的数控系统，把数控程序导入Vericut中进行仿真车削，从而验证数控车削加工原理的合理性；对普通数控车床的运动轴所产生的误差进行分析，然后对数控加工进行误差分析，将普通数控车床作为环面蜗杆的粗加工，为环面蜗杆精加工提供基础。
关键词：平面二次包络环面蜗杆；建模仿真；实体建模；数控车削加工1 绪论平面二次包络环面蜗杆副属于蜗轮蜗杆传动，与普通的蜗轮蜗杆传动相比较，平面二次包络环面蜗杆副中的蜗轮和蜗杆都有一个弧面，弧面的存在使得蜗轮和蜗杆在接触的过程中，包络接触齿数变多，各个齿上均布的力相对变小，提高了承载能力，延长了使用寿命。
此外，平面二次包络环面蜗杆副还具有瞬时双线接触、工作齿面宽、润滑条件良好等优点，优越的性能使其广泛应用于各种大型机械设备当中，但是现有的加工制造方法却极大地限制了平面二次包络环面蜗杆副的推广应用。
對偶范成法是较为传统的加工方法，自动化程度较低，对操作工人的技术水平要求较高，加工工艺繁琐且很难保证加工精度，无法满足现代化市场的巨大需求。
所以，加工制造水平的落后，导致市场上投入使用的仍然是使用性能低下的圆柱蜗杆传动，理论上的优越性能无法在实际加工中凸显出来，精度较高的传动副仍然需要进口。
随着我国工业技术的发展，我国在平面二次包络环面蜗杆副的理论摸索上也有了重大突破，对数控加工、数字建模都有长足的发展，高精度传动副由进口逐渐转变为自行加工。
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环面蜗杆机床设计
机械类毕业设计——平面二次包络蜗杆数控专用机床设计(2009-04-17 15:01:48)转载▼标签：杂谈本站（/)(点击网址进入）提供600多套机械专业的毕业设计，包括模具毕业设计，数控毕业设计和机电一体化毕业设计,服务QQ号：342386161摘要平面二次包络环面蜗杆传动是一重高强度，高效率，高寿命的新型传动装置，这重环面蜗杆具有多齿啮合，瞬时双线接触，工作齿面宽等优点，它以承载能力大，传动效率高，使用寿命长，受到人们的重视和欢迎。
它能被认作是一重可靠的重载蜗杆传动，广泛用于冶金矿山机械，轧钢机压下装置，军舰和船舶甲板机械，高层建筑室内外电梯以及重炮有关装置等。
它的应用取得了显著的社会效益和经济效益。
目前，平面二次包络环面蜗杆传动在其原理、设计、加工技术方面已形成了一整套理论。
但是在工艺装备方面，特别是机床和刀具，还远不能适应生产发展需要。
虽然，开发研制专用机床是一条颇有前景的路子，但是，投资大，而且设计制造周期长，又受到经济能力的限制为此，本文介绍了用C650机床进行改装设计成平面二次包络蜗杆数控专用机床，这样，走技术改造之路，投资少，见效快，较好地解决了这一问题。
关键词平面二次包络蜗杆，C650机床，数控专用机床，目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1绪论…………………………………………………………………………………………１1.1课题背景 (1)1.1.1平面二次包络环面蜗杆传动平面研究的历史与现状.................................1 1.1.2本设计总述及意义 (1)2平面二次包络环面蜗杆副 (2)2.1蜗杆传动及其特点 (2)2.1.1 平面二次包络环面蜗杆副及其特点 (2)2.1.2 平面二次包络环面蜗杆副制造技术 (4)2.2相关技术综述 (7)2.2.1 平面二次包络环面蜗杆副 (7)2.2.2 平面二次包络环面蜗杆传动的形成原理 (7)2.2.3 平面二次包络环面蜗杆加工工艺 (7)2.3平面二次包络环面蜗杆副的设计与评价 (8)3平面二次包络环面蜗杆副的设计与评价 (10)3.1概述 (1)3.2平面二次包络环面蜗杆副数控加工的基本思路与数控加工机床模型 (10)3.2.1 平面二次包络环面蜗杆副数控加工的基本思路 (10)3.3平面二次包络环面蜗杆副数控加工机床模型 (11)3.3.1 机床坐标系选取 (11)3.3.2 机床运动功能分析 (12)3.3.3 机床总体布局 (12)3.4平面包络环面蜗杆数控加工刀具 (13)3.4.1 概述 (13)3.4.2 平面二次包络环面蜗杆数控加工刀具 (14)4平面二次包络蜗杆几何参数设计 (16)4.1蜗杆相关参数 (16)4.2蜗杆的装夹 (20)5平面二包环面蜗杆加工速度控制问题 (21)5.1速度计算 (21)6机床设计的总体方案 (23)6.1设计后应具备的功能 (23)6.2设计方案 (23)6.2.1机床设计的项目 (23)6.2.2数控系统设计 (23)6.2.3驱动系统的设计 (23)7步进电机的选择 (26)7.1进给运动的切削负载分析及计算 (26)7.1.1 切削负载的计算： (26)7.1.2 摩擦阻力计算 (26)7.1.3 等效转动惯量计算...........................................................................26 7.2选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (26)7.2.1 按齿面接触强度设计 (26)7.2.2 按齿根弯曲强度设计 (28)7.2.3 几何尺寸计算 (30)7.2.4 丝杠摩擦阻力矩的计算 (30)7.2.5等效负载转矩 (31)7.2.6启动惯性阻力矩 (31)7.2.7步进电机输出轴上的总负载转矩的计算 (31)7.2.8步进电机的匹配选择........................................................................318滚珠丝杠的校 (33)8.1承载能力的校核 (33)8.2压杆稳定校核 (33)8.3刚度验算 (33)9横向进给系统设计计算 (33)9.1摩擦阻力 (35)9.2等效转动惯量计算 (35)9.3丝杠摩擦转矩的计算 (39)9.4启动惯性阻力矩 (39)9.5步进电机输出轴上的总负载转矩的计算 (40)9.6步进电机的匹配选择 (40)9.7滚珠丝杠的校核 (40)10自动换刀装置 (42)11控制系统的硬件设计 (43)11.1主轴脉冲发生器的安装 (43)11.2数控装置硬件设计的控制要求............................................................43 11.3单片机控制系统的硬件设计芯片选择 (43)11.4单片机控制接线图图说明..................................................................44 11.5键盘显示器及其接口详细电路设计 (45)11.5.1接口详细电路 (45)11.5.2 接口电路图说明 (46)12控制系统软件设计 (47)12.1软件的组成....................................................................................4712.2处理软件的流程框图 (48)12.3设计键盘和显示器汇编程序 (49)12.3.1 键盘程序设计 (49)12.3.2 LED显示器程序的设计 (52)论 (55)参考文献 (5)6致谢 (57)1 绪论课题背景1.1.1平面二次包络环面蜗杆传动研究的历史与现状平面二次包络环面蜗杆传动(简称平面二包)是我国70年代首创的一种新型的机械传动形式。
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面向数控加工的平面二次包络环面蜗轮副数字信息模型
面向数控加工的平面二次包络环面蜗轮副数字信息模型
黄安贻;高姗
【期刊名称】《机械科学与技术》
【年(卷),期】2004(023)008
【摘要】平面二次包络环面蜗杆传动副数控加工的关键之一是建立其零件数字信息模型.本文利用特征建模方法建立蜗杆特征模型和蜗轮坯特征模型,利用虚拟加工技术建立蜗轮齿部实体模型,并通过对实体模型进行采样与拟合,建立便于生成数控加工刀具轨迹的蜗轮齿部离散模型.
【总页数】2页(P957-958)
【作者】黄安贻;高姗
【作者单位】武汉理工大学,机电工程学院,武汉,430070;武汉理工大学,机电工程学院,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.44;TP371.3
【相关文献】
1.一种平面二次包络环面蜗轮副的特征建模方法 [J], 孙昌佑;李光布;孙传文
2.平面二次包络环面蜗轮副三维建模与数控仿真 [J], 夏江敬;胡剑;张仲甫
3.基于实例的平面二次包络环面蜗轮副设计研究 [J], 陈满意;胡首;陈定方;吴定川
4.平面二次包络环面蜗杆蜗轮副实体建模 [J], 马龙;吴新跃
5.平面二次包络环面蜗轮副润滑油膜厚度优化设计 [J], 谭昕;张仲甫
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平面二次包络环面蜗杆传动优化设计
平面二次包络环面蜗杆传动优化设计
杨建思
【期刊名称】《冶金矿山设计与建设》
【年(卷),期】1997(029)001
【摘要】针对平面二次包络环面蜗杆传动，运用优化理论和方法，对其进行了优化设计。
结果表明，这种方法使蜗杆传动的设计更合理，更高效。
【总页数】3页(P15-17)
【作者】杨建思
【作者单位】长沙冶金设计研究院
【正文语种】中文
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1.平面包络环面蜗杆传动的优化设计研究 [J], 唐亚华
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二参数修正平面二次包络环面蜗杆副接触型式分析
二参数修正平面二次包络环面蜗杆副接触型式分析在机械传动系统中，蜗杆副是一种常见的副类型。
然而，在蜗杆副中，由于蜗杆的固有几何特征，其传动效率往往不高。
因此，人们常常采用环面蜗杆副来改善效率问题。
而在环面蜗杆副中，包络平面和接触线形式是非常重要的因素，因为它们关系到传动的稳定性、运动平滑性和噪声水平。
本文旨在分析二参数修正平面二次包络环面蜗杆副的接触型式。
首先，介绍二参数修正平面二次包络的概念。
其次，展示环面蜗杆副的构建方式。
接下来，根据包络曲线的性质，分析环面蜗杆副的包络平面类型。
最后，通过接触线分析环面蜗杆副的接触型式。
二参数修正平面二次包络（二次曲线）是将二维曲线用一组参数方程表示的方法。
二参数曲线可以表示为：$$x = f(u,v)$$$$y = g(u,v)$$$$z = h(u,v)$$其中，u和v分别是曲线的两个参数。
在此基础上，二次曲线可表示为：$$ax^2+by^2+cz^2+2dxy+2eyz+2fzx+2gx+2hy+2iz+j=0$$环面蜗杆副是由环面和蜗杆组成的，通常按照以下步骤构建：1. 环面通过旋转一条曲线而成，该曲线称为生成曲线；2. 蜗杆通过旋转一条直线而成，该直线与环面法线方向相交；3. 环面和蜗杆的轴线互相垂直。
根据包络曲线的性质，可以将环面蜗杆副的包络平面划分为以下几种类型：1. 直线型包络平面：如果生成曲线是一条直线，则包络平面为平面。
2. 圆锥型包络平面：如果生成曲线是弧线，则包络平面是一个圆锥面。
3. 抛物型包络平面：如果生成曲线是二次曲线，则包络平面是一个抛物面。
可以看出，包络平面是根据生成曲线的特征而定的。
因此，在设计环面蜗杆副时，必须充分考虑生成曲线的特性。
只有在生成曲线被充分考虑的情况下，才能设计出合适的包络曲线。
接下来，通过接触线分析环面蜗杆副的接触型式。
在环面蜗杆副中，蜗杆和环面的接触线在一定程度上决定了副的运动平滑性和噪声水平。
可以通过以下步骤分析接触线：1. 分析蜗杆和环面的几何特征，确定其数学模型；2. 确定两者的接触点，即确定接触点在蜗杆和环面上的位置；3. 计算蜗杆和环面在接触点处的曲率半径，以确定接触线的形状。
平面二次包络环面蜗轮副三维建模与数控仿真
平面二次包络环面蜗轮副三维建模与数控仿真
夏江敬;胡剑;张仲甫
【期刊名称】《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》
【年(卷),期】2003(025)001
【摘要】在利用空间微分几何理论建立的平面二次包络传动副啮合齿面方程的基础上,建立了基于AutoCAD的蜗轮副实体模型,对建模过程进行了详细的分析.同时提出了基于齿面离散点得到数控加工代码的一种数控加工方法,并以中心距a=240 mm,传动比i=40为参数的平面二次包络传动副为实例进行了建模和数控仿真.为实现平面二次包络传动副的数控加工提供理论依据.
【总页数】3页(P81-83)
【作者】夏江敬;胡剑;张仲甫
【作者单位】武汉理工大学,机电工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,机电工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,机电工程学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
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应用双蜗杆传动的数控转台结构设计
应用双蜗杆传动的数控转台结构设计作者：葛阳来源：《山东工业技术》2016年第02期摘要：本文介绍的一种转台结构，通过应用组合式蜗轮蜗杆传动副，巧妙地消除反向间隙，提高了台面的回转精度，同时本例应用了YRT转台轴承及气动夹紧装置，既保证了工作台的刚性，又使整体结构更加紧凑；此外，转台芯轴预留的液压油路，为用户日后配备自动夹具提供了便利，进而提高了加工效率。
关键词：组合式蜗轮蜗杆副；YRT转台轴承；气动夹紧缸DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.02.175数控回转工作台是机床的关键部件之一，既可以分度，也可以进行连续切削进给，一次装夹可以实现更多地加工内容，进而提高的工件的加工效率和精度。
如何能够有效地保证数控转台的定位精度，一直是业内的关键技术难题，本例介绍一款应用在立卧转换加工中心的数控回转工作台，采用组合式蜗轮蜗杆传动的方式，很好地消除了反向间隙，并且严格控制蜗轮蜗杆的加工精度，此外，配有圆光栅的反馈补偿，从而很好地保证的转台的精度。
1 已知设计参数台面直径为1000mm，自重600kg，最大承重3500kg，最大工件直径1000mm；伺服电机：转速n=3000rpm；Tmax=80Nm；Trate=12Nm；传动比：1：1442 计算（1）负载惯量：J1=mD2/8=75kgm2；J2=MD2/8=437.5kgm2；J3=2kgm2；J=（J1+J2+J3）/i2=0.024 kgm2J1——台面惯量； J2——工件惯量； J3——转子轴承等惯量（2）加速力矩：Ta=Jn/9.6t=37.5Nm（3）切削力矩：T0=FR/i=10.4Nm（4）校核：在快速起动时，加速力矩小于电机最大扭矩，满足要求，在切削时，切削力矩小于电机额定扭矩满足要求，电机选择正确。
3 结构介绍（1）采用YRT转台轴承定位与支撑。
YRT轴承是轴承厂商专门为转台及铣头等机床部件，量身打造的一种组合轴承，既可同时承受轴向力和径向力，又具有较大的抗倾覆力矩能力。
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291椭圆盖注射模设计
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62全自动立式过滤机的设计
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平面二次包络弧面蜗杆传动的研究与应用
・印刷与包装机械・平面二次包络弧面蜗杆传动的研究与应用罗庆生,韩宝玲(汕头大学工学院,广东汕头515063)[摘要] 平面二次包络弧面蜗杆在传动过程中具有双接触线,其速度和接触线夹角较大,且同时参与啮合的齿对较多,因而摩擦学性能和传动学性能都十分优越,是一种极具发展前途的新型蜗杆传动形式。
结合工程应用实例阐述了平面二次包络弧面蜗杆传动的设计思路与应用方法,得到较为理想的结果。
关键词: 平面二次包络弧面蜗杆传动;流体动压润滑;研究与应用中图分类号:TH132.44 文献标识码:B 文章编号:1001-3563(2000)06-0005-04and Application of the Plane Tw ice CoveredCurve W orm D r iveLUO Q ing-sheng,HAN B ao-ling(Shantou U niversity,Guangdong Shantou515063,Ch ina)Abstract: T he p lane tw ice covered curve w o r m device po ssesses the double contact lines in its drive, and the angle betw een its velocity and its contact line is greater,and its cogw heel teeth invo lving in engage at the sam e ti m e is mo re than o rder w o r m drive,therefo re,its p roperties of fricti on and trans m issi on are very su2 peri o r,thus,it is a k ind of new w o r m drive that has great developm ental p ro spect.T h is paper expounds the design th ink ing and app licati on m ethod of the p lane tw ice covered curve w o r m drive com bined the engineering examp le,and gains the astisfied result.Keywords: T he p lane tw ice covered curve w o r m drive;F luid mo tive pow er lubricati on;R esearch and app licati on 蜗杆传动常用于传递空间交叉成直角的两轴的运动和动力。
《毕业设计：平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计3D建模与装配》
《毕业设计：平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计3D建模与装配》《毕业设计:平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计3D建模与装配》平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计―3D建模与装配摘要:蜗杆传动是机械设备中最常用的传动装置，在机械设计中蜗杆的设计占有相当大的比重。
基于涡轮蜗杆各参数间的关系，在UG中利用涡轮蜗杆参数表达式绘制涡轮蜗杆实体模型，实现涡轮蜗杆在UG中的参数化设计。
UG/Open二次开发模块是UG软件的二次开发工具集，利用该模块可对UG系统进行用户化开发，可满足用户进行各种二次开发的需求。
学习了UG二次开发的各种工具，了解了各种工具的特点和适用范围。
选择 UG/Open API编程语言，结合使用UG/Open Menu Script和UG/Open UI Styler开发工具，实现了基于UG 二次开发工具的涡轮蜗杆的参数化设计。
关键字:涡轮蜗杆;二次开发;参数化;UG/Open API Plane double enveloping worm gear design of the NC rotary table―3D Construction mode and As sembly Abstract: Machinery and equipment belt transmission is the most commonly used pulley in mechanical design in the design of pulley occupy a large proportion. Based on the relationship of the Turbo-Worm parameters, draw Turbo-Worm solid model use expression in UG NX, achieve parameters design in UGNX.UG/Open module is the open tools in UG, using the tools we can empolder our UG system as we need, users can almost satisfy all kinds of secondary development needs by use the tools. Understand the characteristics and scope ofapplication of all the tools of UG/Open after studying each kind of tools. Select UG/Open API programming language,a combination of UG/Open Menu Script and UG/Open UI Styler development tools. Achieve parameters designof Turbo-Worm base on the UG/Open tools. Key Words:;parameter;pulley;UG/Open API第1章绪论 1.1 课题的研究背景平面二次包络蜗杆传动，其蜗杆齿面是以一个平面为母面，通过相对圆周运动，包络出环面蜗杆的齿面;再以蜗杆的齿面为母面，通过相对运动包络出涡轮出面。
平面二次包络环面蜗杆副_概述说明以及解释
平面二次包络环面蜗杆副概述说明以及解释1. 引言1.1 概述平面二次包络环面蜗杆副是一种具有特殊结构的传动装置。
它由平面二次包络曲线和环面蜗杆副组成，能够实现旋转运动与直线运动之间的转换。
该装置在机械工程领域具有重要的应用价值和研究意义。
1.2 文章结构本文将对平面二次包络环面蜗杆副进行详细介绍和解释。
文章分为五个主要部分：引言、平面二次包络环面蜗杆副的定义、工作原理与应用、设计与优化方法以及结论。
通过这些内容，读者可以全面了解到平面二次包络环面蜗杆副的基本概念、工作原理、设计方法以及未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在系统地介绍平面二次包络环面蜗杆副，并探讨它在机械传动中的应用和优化设计方法。
通过描述其工作原理和特点，读者可以更好地理解这一装置的功能和作用。
同时，本文还会就其未来可能的发展方向和应用前景进行展望，为相关领域的研究和实际应用提供参考。
2. 平面二次包络环面蜗杆副的定义2.1 平面二次包络曲线平面二次包络曲线是指一个动点在平面内沿着一条固定曲线移动，同时保持与该点距离等于另一条固定曲线上对应点到平面的垂直距离不变。
这个运动过程中形成的轨迹即为平面二次包络曲线。
2.2 环面蜗杆副的概念环面蜗杆副是由环形蜗轮和多刀刃环形蜗杆组成的一种传动装置。
环形蜗轮具有特殊的齿数和齿廓，使得其齿廓满足平面二次包络曲线的要求。
而多刀刃环形蜗杆则与环形蜗轮啮合，通过旋转运动实现传递力矩和速度的变换。
2.3 平面二次包络环面蜗杆副的定义和特点平面二次包络环面蜗杆副是指将平面二次包络曲线应用于环形蜗轮齿廓设计，并通过多刀刃环形蜗杆与环形蜗轮的啮合实现传动的一种装置。
其特点包括：- 齿廓满足平面二次包络曲线，使得齿轮传动更加稳定，并减小了噪音和磨损；- 可以实现高效率的速度变换和力矩传递；- 结构紧凑，占据空间小，适用于有限空间的应用场景；- 由于二次包络曲线的特性，具有自锁功能，在某些情况下可以防止倒逆转。
WC200平面二次包络弧面蜗杆
WC200平面二次包络弧面蜗杆专用机床设计指导书（修订版）编著：文庆明湖南冶金职业技术学院机械工程系二OO六年元月毕业设计是大专和本科学生在校学习的最后一个教学环节，也是培养学生的主要的一个环节。
为了做好毕业设计工作，不断提高毕业质量，特制定毕业设计指导书。
一、毕业设计的目的1、培养学生能熟练地综合运用已学过的基础课、技术基础课和专业课认识，分析解决生产实际问题的能力，同时学到处理实际工程问题的工作方法。
2、培养学生制定设计方案、调查研究、结构设计、实验分析、理论计算和计算机编程以及绘图和撰写技术文件的能力。
3、培养学生查阅有关设计手册及图表资料的能力。
二、教学要求1、学生接到设计任务后，在教师指导下到有关工厂、单位进行毕业实习参观、收集资料和调查研究。
实习参观后，要写出实习参观报告10页左右，并评出实习参观成绩。
2、在指导教师的指导下，学生应独立完成课题的设计任务。
包括制定设计方案、参观计算、零件强度和刚度以及其他理论计算、结构设计、计算机编程以及图纸的绘制等。
3、根据大专和本科的具体情况不同，工作量要求是：（1）大专毕业生设计图纸4-6张（A1#），其中总装配（或总体图）2-3张零部件装配图2-3张；零件图2张；设计说明书20-30页。
（2）本科毕业生设计图纸6-10张（A1#），其中总装配图3-4张；部件装配图2-3张；零件3-4张；设计说明书30-40页。
4、对图纸的要求；（1）总体要求：①符合现行的国家标准；②具有良好的加工工艺性和装配工艺性；③视图齐全、投影正确、布置合理、尺寸与公差标注准确、齐全；④标题栏明细表填写正确、完整；⑤有恰当的技术特性数据与技术要求；⑥图面质量好（2）具体要求：①总装配图绘出表达设备全貌及各部件相互联系所必要的视图，能反映全部零部件的装配关系，设备总体轮廊尺寸和部件间的联系尺寸，所有配合面尺寸及配合特性，部件与零件号要齐全，不得遗漏或重复，明细表填写正确，并具有适当的技术参数表格和总装技术要求等。
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平面蜗轮传动产生于1922年美国，主要用于精密分度，如天文望远镜、齿轮测量仪、圆刻线机等。由于制造工艺简单，容易获得高精度，其齿距误差可达到0.25″以内，只适用于大传动比的场合。1951年日本佐藤发明了斜齿平面蜗轮传动，由大传动比扩展到中、小传动比（1～10）。1969年日本石川昌一获得了平面包络环面蜗杆环面蜗杆传动的专利，专利介绍的内容是指这种蜗杆的标准传动。其蜗轮可以用展成法加工，生产效率提高了，承载能力、传动效率也有明显地增长。我国从20世纪60年代初开始，由第一机械工业部机械科学研究院(现郑州机械研究所)开展了平面蜗轮的研究工作。1964年与石景山钢铁公司机械厂（即首钢机械厂）合作研制成中心距为540mm的平面蜗轮副，用于30t转炉的倾转机构中;成功制造蜗轮直径2160mm的精密分度蜗轮副，用天文远镜上，其一齿运动误差小于1″。1971年首钢公司机械厂在制造斜齿平面蜗轮副的基础上，创造了我国第一套平面包络环面蜗杆副，并用于生产。北京市和原冶金工业部于1977年命名这种蜗杆副为“首钢(SG)-71型蜗杆副”。目前我国已成功研制成中心距1200mm和760mm的平面包络环面蜗杆传动压下装置，而且利用计算机对蜗杆副齿形参数进行优化选择，用机械CAD对蜗杆副、减速机及蜗轮滚刀进行辅助设计，用环面蜗杆专用机床及独特的工艺路线，对蜗杆及蜗轮滚刀进行与其成形原理完全一致的加工，不需任何修形。
关键词：数控转台；平面二次包络环面蜗轮副；加工范围
Thedesign ofplane double enveloping worm gearonthe NC rotary table
Abstract:In order to broaden the scope of CNC machine tools to achieve increased rigidity and improve the carrying capacity of rotating process weaknesses, the design of drive turntable for domestic weakness can be achieved under low cutting torque machining of specific programs through the whole and structural design, gear drive with two levels, its a drive transmission ratio by a pair of one sixty-three plane double enveloping Worm achieved by a pair of secondary transmission ratio of 1:2.857 direct drive Gears, the total transmission ratio is 1:180, the structure of such small size, carrying a large, practical.
平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计
摘要：为了拓宽数控机床的适用范围，实现提高刚性，提高旋转过程中的承载能力的弱点，本设计针对国内的传动转台的弱点，实现了可以承受较低切削扭矩的零件加工具体，通过整体方案和结构设计，传动装置采用两级传动，其一级传动由一对传动比为1：63的平面二次包络环面蜗轮副实现，二级传动由一对传动比为1：2.857的直齿轮实现，总传动比为1：180，这样的结构尺寸小，承载大，实用性强。
上述弊端的存在，主要是因为传动链最后一环的蜗杆蜗轮机构品质低劣，与国际上高品质的蜗杆蜗轮副相去甚远，精度、强度、寿命均不在一个档次。
本设计目的为了研制高性能的数控转台，尤其以高扭矩为目标。突破传统的蜗杆蜗轮传动模式，以平面二次包络环面蜗杆传动与普通斜齿轮搭配来减速，立志于提供使其啮合性能分析困难，加工工艺复杂，成本高，从而阻碍了大面积推广应用。为了改进这种蜗轮副的设计、制造方法，以便生产出高性能、高精度的平面二次包络蜗轮副产品，促进其标准化、系列化、大批量数控化生产，我国学者与工程技术人员近年来对其进行了广泛的研究。
本设计要求设计出实现上述要求的较为合理的方案，并进行相关计算。最后对整个数控转台进行机械结构设计，用UG完成每个零件的三维造型和整个系统的总装图，并用AutoCAD绘制整个试验机的二维图。
平面二次包络环面蜗杆传动（简称平面二包）是我1970年代首创的一种新型机械传动形式。它是在美国“Cone”蜗杆（俗称球面蜗杆）和日本东京工业大学“斜平面蜗轮”的基础上发展而来的。该传动比国际王牌产品美国ConeDrive工艺性能更好，蜗杆齿面可以淬火并用砂轮磨削，啮合质量高。由于该蜗杆副齿面啮合时呈双线接触，接触点的法向速度大，综合曲率半径大，接触应力小，易形成油膜，具有承载能力大、效率高、使用寿命长等优点。经美国ConeDrive公司测试承载能力为其相应产品的2.2倍。被誉为“当代最优越的蜗杆传动”。为了推广先进蜗杆传动产品，国家已颁布“平面二次包络环面蜗杆减速器国家标准”，并宣布淘汰落后的阿基米德蜗杆减速器。平面二次包络环面蜗杆传动是具有国内外先进制造水平的高新技术产品，由于具有啮合过程形成动压油膜的独特性能使其具有寿命长、效率高、承载能力强等优点，特别适合于现代机械重载、高速的需要，深受用户欢迎。因此，在整个冶金工业、造船工业、石油、化工机械、通用机械、轻工机械、兵器工业、建筑机械等都有很高的声誉。
Keywords:NC rotary table; plane double enveloping worm gear; processing range
第一章引言
1.1设计的目的、意义及技术要求
我湘潭大学机械工程学院近期购买的一台国产4轴4联动数控铣床，配置的作为机床第4轴的数控转台就是TK13系列中的TK13250型号。在使用中，以充分暴露其刚性不足，在旋转过程中承载能力差的弱点，这几乎是国产数控转台的通病。生产厂家在其说明书已明确规定，转台出于非刹紧状态时，“只能承受较低切削扭矩的零件加工”。因此，数控机床虽有多轴联动的功能，却很难在转台参与联动的过程中进行实质性的切削加工，极大地限制了数控机床的使用范围。