目录 1绪论1 1.1本课题的背景及应解决的主要问题1 1.2本课题的研究目的和现实意义1 1.3插齿概述2 1.4插齿机类型与适用范围2 1.4.1插齿机类型2 1.4.2各种插齿机的适用范围3 1.5插齿机的工作原理及其参数3 1.5.1插齿机的外观图3 1.5.2插齿机的工作原理4 1.5.3插齿机的参数5 2设计方案选择6 2.1分度工作台6 2.2数控回转工作台6 2.2.1开环数控转台6 2.2.2闭环数控回转工作台7 3工作台设计8 3.1步进电机的选择与控制8 3.1.1步进电动机的特点与种类8 3.1.2步进电动机的选择9 3.1.3步进电动机的控制9 3.2蜗轮蜗杆设计计算14 3.2.1蜗杆传动输入参数14 3.2.2接触疲劳强度计算15 3.2.3确定蜗轮蜗杆的主要尺寸16 3.2.4确定蜗轮蜗杆的传动效率16 3.2.5选择蜗轮蜗杆的精度等级17 3.2.6蜗轮蜗杆传动的热平衡计算17 3.3齿轮设计计算18 3.3.1齿轮设计输入参数18 3.3.2齿轮的材料及热处理18 3.3.3齿轮的基本参数18 3.3.4齿面接触疲劳强度校核20 3.3.5齿根弯曲强度校核21 3.4轴承设计计算21 3.4.1轴承方案选择21 3.4.2轴承动载荷和寿命计算22 3.5箱体设计计算23 4控制系统设计24 4.1单片机24 4.2驱动电路的设计24 4.3电源电路设计25 4.4程序设计26 结论32 致谢33 参考文献34 附录35 附录1 35 附录2 42 在本课题的设计中，采用步进电机控制回转工作台的转角。在单片机的控制下，步进电机每秒钟发出的脉冲数决定了工作台的转位角度，使该插齿机成为真正意义上的可任意分度加工，进而可实现加工任意齿数的齿轮。 为了扩大插齿机的加工性能，适应某些齿轮加工的需要，插齿机的进给运动，除了X、Y、Z三个坐标轴的直线进给运动之外，还可以绕X、Y、Z三个坐标轴的圆周进给运动，分别称A、B、C轴。插齿机的圆周进给运动，一般由回转工作台来实现。插齿机除了可以实现圆周进给运动之外，还可以完成分度运动，一次装夹即可多次加工，大大提高生产率。 一般插齿机等加工设备都配有回转工作台等标准附件。标准附件的普通回转工作台不能调整中心,使用很不方便,在操作过程中必须把中心与回转工作台中心重合装夹后,才能进行加工。若如工件有多个中心位置需要加工,一次装夹就无法完成。只能是逐个装夹、调整和加工,这样做使安装和调整的时间大幅度增加,不但影响了加工的效率,也降低了工件的加工精度,增加产品的制造成本。 本课题设计的回转工作台，在加工多个中心的工件时,显示出它的优越性,调整中心十分方便,省去了多次找正、调整和装夹的麻烦。由于一次装夹后实现了多个中心位置的加工,明显地减少了因多次调整安装所造成的积累误差,所加工零件的尺寸精度比原先有大幅度的提高,工效提高3倍以上。 1.3插齿概述 插齿加工（如图1-1所示）是由插齿刀具与工件齿轮之间作无间隙的啮合运动，插齿刀具作往复运动，并绕本身轴线转动，在展成运动中加工出工件齿形。插齿是广泛采用的切齿方法，用形状为齿轮或齿条的插齿刀具，与被加工齿轮按一定的速比作啮合运动的同时，刀具沿齿宽方向作往复运动形成切削加工。 插齿运动包括：往复运动、圆周运动、径向进给运动、分度运动和让刀运动。插齿，能加工滚齿、铣齿等无法加工的一些齿轮，如双联齿轮和内齿轮。 插齿方法最常见的是用齿轮型插齿刀插齿，其次是用齿条型插齿刀插齿。以上两种方法为滚切法，此外还有成形法插齿。