毕 业 论 文（设 计）
论文（设计）题目：
动静压回转工作台设计
年 月 日
姓 名
学 号
学 院 机械工程学院
专 业 机械设计及其自动化
年 级
指导教师
摘要
I
目录
摘 要 .............................................................I
Abstract ........................................................III
第 1 章 概 述 .....................................................1
1.1 液体静压支承技术国内外发展概况 ............................1
1.2 动静压回转工作台设计的目的和意义 ..........................2
1.3 本设计的主要内容 ..........................................3
1.4 静压技术的发展趋势 ........................................3
第 2 章 动静压回转工作台的原理与应用...............................5
2.1 动静压回转工作台 ..........................................5
2.2 主要技术参数 ..............................................6
2.3 静压支承相关设计 ..........................................6
2.4 闭式静压回转台的设计计算 .................................10
2.5 相关部件的选型 ...........................................13
2.6 本章小结 .................................................13
第 3 章 结构设计 ..................................................15
3.1 传动方案的确定 ...........................................15
3.2 轴的设计与校核 ...........................................20
3.3 轴上配合件的选用 .........................................23
3.4 蜗杆传动的设计与校核 .....................................29
3.5 带传动的设计与校核 .......................................36
3.6 本章小结 .................................................39
结 论 ............................................................41
参考文献 .........................................................43
致 谢 ............................................................45
译文和原文 .......................................................47
摘要
II
摘 要
回转工作台，即带有可转动的工作台面、用以装夹加工工件并实现回转和分
度的机械设备，简称为转台或第四轴。随着现代工业的迅猛发展，机械加工对加
工精度的要求越来越高，而回转工作台作为镗床、钻床、铣床等的重要附件，其
性能对加工精度的影响极为显著。传统工作台由于结构、材质等条件的限制，已
经难以满足日益提高的技术需求。动静压回转工作台，是在传统回转工作台的结
构基础上，加入一层常转中盘结构，并辅以静压支承技术，在纯液体润滑工作条
件下实现差动回转，从而克服如爬行等运动问题，提高回转工作台的运动精度和
抗震能力，扩大工作台的速度范围，提高承载能力，使之具有较高的运动平稳性，
以符合更高的生产要求。本课题主要从主体结构、传动方式、动静压支承等方面
探究了动静压回转工作台的工作原理及其实现方式。
关键词 动静压回转工作台；液体静压支承；供油回路；蜗杆传动；带传动
Abstract
III
Abstract
Rotating table is a mechanical equipment which is for workpiece clamping fixture.
With development of modern industry, the demand for machining precision has greatly
increased. As an important accessory for machine tools, rotating table has obvious
significance on working accuracy. But the traditional rotating table is limited by lagging
design and mechanical structure, this leads to a huge disparity between traditional
rotating table and increasing technical requirement. Hybrid rotating table is an
improvement based on old-fashioned rotating table. Changes in the mechanical structure
and hydrostatic support make performance a big progress. Hybrid rotating table works
in the pure liquid lubricant condition, and it helps to cover some motion problems like
“crawling”. The new design brings better kinematic accuracy and shock resistance,
amplifies the range of speed and carrying capacity. It makes hybrid rotating table high
stability. This topic is trying to explore the working principle and implementation about
hybrid rotating table by means of designing the major structure, kind of drive, dynamic
and static pressure bearing.
Key word hybrid rotating table; hydrostatic support; fuel supply circuit; worm drive;
belt drive
第 1 章 概述
1
第 1 章 概 述
1.1 液体静压支承技术国内外发展概况
液体静压支承是指借助外部的液压系统将压力油输入支承工作面之间，借助
液体的静压力来支承载荷，从而实现纯液体摩擦的滑动支承。
与传统支承技术相比，液体静压支承具有速度范围宽、承载能力大、运动精
度高等一系列的优点，它也因此获得了普遍的重视和广泛的应用。早在 1878 年的
巴黎国际博览会上，就曾出现了能灵活浮动的展品，这也被视作是液体静压支承
最早的雏形。在 1938 年美国加利福尼亚州的帕洛马尔山天文观测站里，设计师在
一台 200 英寸天文望远镜上首次成功使用了液体静压推力轴承。这一望远镜虽然
重达 500t，转速仅为 1 转/天，但驱动功率仅为 70W
[1]
。液体静压支承技术的优势
在此得到了充分的展示。1945 年，法国工程师 P.Gerard 发明了向心静压轴承，并
将其成功地应用于磨床砂轮主轴。在之后的数十年里，静压支承技术得到了迅猛
的发展，应用范围日益扩大，几乎渗透进了整个机械制造行业，催生了一批又一
批的新兴技术。
在国内，上海机床厂于 1958 年首先开展了对这项技术的研究，以制造精密磨
床。随着研究的不断深入和推广，静压支承技术在国内的应用也越来越频繁，特
别是在高精度、高效率和重型机床中取得了良好的成效。
伴随着现代工业的飞速发展，静压支承技术也取得了长足的进步，静压支承
的应用在今天已经相当的普遍，并且成为了高精度和重载设备的主要手段，衍生
出静压蜗杆齿条、静压花键、自调节静压支承、动静压混合轴承等新型设备。这
些技术的出现，不仅给新产品的设计提供了性能良好的新型支承，使产品的整体
性能有了质的飞跃，而且也有利于旧设备的改进。液体静压支承的作用并不仅仅
限于支承元件，由于其油腔压力会随外载荷而变动，它也被应用于自动控制及测
量装置中，例如用于实现高精度微进给装置
[2]
、对刀装置、砂轮自动平稳等。静压
支承的实际应用还有很多。
作为引入静压支承技术的新型工作台，液体静压转台在欧美等工业发达国家
有着十分普遍的应用。英国 LOADPOINT 公司生产的 PICOACE 系列研磨设备，就采
