BL系列臺車設(shè)計（進給箱部分）【通過答辯畢業(yè)論文+CAD圖紙】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 摘 要 本文首先簡要闡述了 列臺式車床總體的設(shè)計方案，說明了機床設(shè)計的基本要求，確定了該臺車的整體布局。接著重點介紹了該臺車進給箱的設(shè)計方案，對涉及到的軸、軸承和齒輪進行了設(shè)計和校核，確定了箱體內(nèi)各元件的布置和排列，并綜合各方面的要求，按照優(yōu)化設(shè)計的標準，對進給箱的箱體進行了設(shè)計。由于該臺車是一種小型車床，主要是針對中小型的零件加工而設(shè)計的，不同的用戶對其有著不同的要求，因此我們利用了 算機輔助設(shè)計軟件對進給箱的各零部件進行了參數(shù)化設(shè)計。在計算機輔助設(shè)計過程中，完成了進給箱零部件的三維實 體建模、虛擬裝配和二維工程圖的繪制。抽象出了用于進行車床快速數(shù)字化設(shè)計的數(shù)字模型，為進行車床的快速數(shù)字化設(shè)計作好了準備。 關(guān)鍵詞： 臺車 進給箱 計算機輔助設(shè)計 參數(shù)化設(shè)計 數(shù)字模型 給箱部分） 2 of L at is of of of of in of to of to is to so we AD G to of by In of of it 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 目 錄 0 引言 1 1 式車床總體方案設(shè)計 3 L 系列臺車的主要參數(shù) 3 床設(shè)計的基本要求 3 床組件設(shè)計的要求 3 L 系列臺車的布局 4 2 車進給箱的設(shè)計 6 給箱的組成和要求 6 給箱設(shè)計方案的選擇 6 輪的設(shè)計計算 8 的設(shè)計計算 10 承的設(shè)計計算 13 給箱內(nèi)各元件的布置 14 體內(nèi)軸線的布置 14 輪在軸上的布置與排列 14 動軸安裝方式的確定 14 嚙合齒輪寬度的確定 15 體的設(shè)計 15 體材料的選擇及熱處理 16 體結(jié)構(gòu)形狀及尺寸的設(shè)計 16 體的技術(shù)要求 16 3 進給箱零部件的計算機輔助設(shè)計 17 G 簡介 17 體建模基礎(chǔ) 17 件（端蓋）的三維造型過程 21 維零件的工程圖 26 給箱的虛擬裝配 28 4 結(jié)論 31 致謝 32 參考文獻 33 附件清單 34 給箱部分） 4 0 引言 在當(dāng)前的制造業(yè)中，生產(chǎn)效率低、成本高是一種普遍現(xiàn)象。在機械設(shè)備的設(shè)計及制造中，因為不同的用戶對設(shè)備有不同的要求，使得設(shè)備有多種型號，即使同種型號也會有不同的規(guī)格。利用傳統(tǒng)的設(shè)計方法進行設(shè)計不僅費時、費力、修改不便，而且成本較高。為了改變這種現(xiàn)狀，我們在比如機床這樣的設(shè)備的設(shè)計過程中，可以利用計算機輔助設(shè)計來進行參數(shù)化建模，這樣使得用于模型定義的參數(shù)值隨模型存儲，便于我們根據(jù)不同的需要而對模型進行編輯，從而獲得不同型號規(guī)格的機床。 列臺車是一種小型車床，在制造業(yè)中主要 用于中小型零件的加工，不同的用戶對其有不同的要求，從而使得 列臺車有多種形式，因此該臺式車床有著個性化的設(shè)計特點。針對這種情況，我們對臺式車床的不同規(guī)格、不同用戶的設(shè)計要求進行總結(jié)，以獲得其產(chǎn)品配置知識，并利用 算機輔助設(shè)計軟件，對臺車的各個組成部件進行參數(shù)化設(shè)計。 本設(shè)計主要是對進給箱進行相關(guān)設(shè)計，說明書分為三大部分。第一部分， 式車床總體方案設(shè)計；第二部分， 車進給箱的設(shè)計；第三部分，進給箱零部件的計算機輔助設(shè)計。 在第一部分 式車床總體的設(shè)計方案中，首先說明了機床設(shè)計的基本 要求，即保證有較高的加工精度和被加工表面較小的表面粗糙度、盡可能提高其生產(chǎn)力和自動化程度以及較高的可靠性和較長的壽命。在滿足上述要求的前提下，根據(jù) 車的主要參數(shù)，提出了臺車組件的設(shè)計要求。同時規(guī)定了該臺車的總體布局，即將主軸箱固定在床身的左端，進給箱固定在床身的左側(cè)前端，溜板箱與刀架的最下層 縱向溜板相連，尾座安裝在床身右端的尾座導(dǎo)軌上，床身固定在左右床腿上。 進給箱是臺式車床中的主要部件之一，其作用是實現(xiàn)一定級數(shù)進給量的變換和各種螺紋螺距的變換。一般機床的進給箱主要分為三跨：左邊一跨內(nèi)為螺紋種類的移 換機構(gòu)；中間一跨內(nèi)為基本組；右邊一跨內(nèi)為擴大組。由于本設(shè)計的臺車尺寸較小，其進給箱雖然也分為三跨，但我們將左跨內(nèi)螺紋種類的移換機構(gòu)放在了主軸箱中，在其內(nèi)布置了變速機構(gòu)。在 車進給箱的設(shè)計過程中，首先介紹了進給箱的組成和應(yīng)滿足的要求。接著進行了 車進給箱設(shè)計方案的選擇。由于該臺式車床是一種小型化的車床，因此選擇了兩軸滑移式結(jié)構(gòu)。在變速機構(gòu)中，選擇三聯(lián)滑移齒輪來進行嚙合傳動。對進給箱內(nèi)的傳動軸提出了強度和剛度方面的具體要求。在絲杠和光杠的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)中，選擇了嚙合式離合器來實現(xiàn)這種運動轉(zhuǎn)換。另外對操縱機 構(gòu)的設(shè)計也提出了相關(guān)的要求。 其次，我們對涉及到的齒輪、軸以及軸承等零件進行了設(shè)計和校核。 接著，我們對箱體內(nèi)各元件進行了布置。箱體內(nèi)軸線的布置，既與箱體的形狀有買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 關(guān)，也與操縱機構(gòu)的設(shè)計有關(guān)。齒輪在軸上的布置和排列方面，我們將固定齒輪安裝在一根軸上，滑移齒輪安裝在另一根軸上。并且滿足在一個變速傳動組內(nèi)，當(dāng)變換轉(zhuǎn)速時，使一個處于嚙合的齒輪完全脫開后，另一個齒輪才進入嚙合。傳動軸安裝時，選用單列向心球軸承安裝在傳動軸的兩端，且每根傳動軸的軸承成對使用（類型相同）。我們將傳動軸通過軸承在箱體內(nèi)的軸向固定選為兩端固定 的方式。在確定齒輪的寬度時，將大小齒輪的寬度設(shè)計為相同。 最后是箱體的設(shè)計。箱體應(yīng)該滿足如下幾個要求，即有一定的制造精度，有足夠的強度和剛度，內(nèi)應(yīng)力要小，節(jié)省材料、結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好等。根據(jù)總體設(shè)計要求，在能夠安裝全部零件的前提下，考慮制造、維修及調(diào)整等條件，選定箱體的輪廓尺寸為 235簡化箱體的制造工藝，箱體的內(nèi)壁不進行機械加工，箱體的外加工表面也盡可能布置在一個平面上，以便于加工。在箱體的技術(shù)要求方面，一般傳動軸的孔徑公差等級多為 7 級，各孔的圓度和圓柱度等形狀公差，不超過孔徑公差的1/4 1/2。另外還需標注基準面的直線度、平面度，基準面之間的平行度或垂直度，各孔軸心線對端面的垂直度公差等。 在進給箱零部件的計算機輔助設(shè)計這一部分，首先介紹了 功能、特點及其使用領(lǐng)域。接著闡述了 體建模的基礎(chǔ)，其建模的方法有四種，即顯式建模、參數(shù)化建模、基于約束的建模和復(fù)合建模。根據(jù)本設(shè)計的要求，我們選用了參數(shù)化建模，這樣使得用于模型定義的參數(shù)值隨模型存儲，便于根據(jù)不同的需要而對模型進行編輯。在建?；A(chǔ)中，熟悉了四種特征，即體素特征（包括塊、圓柱、錐和球）、草圖、掃描特征和成形特征。然后利用了 件對其各個零件進行了參數(shù)化設(shè)計，得到了零件的三維實體模型，并以軸承套為例具體展示了其實體建模過程。其次，介紹了零件二維工程圖的繪制。在熟悉了 立以及編輯的基礎(chǔ)上，完成了零件二維工程圖的繪制。最后是進給箱的虛擬裝配建模過程。根據(jù)相關(guān)的裝配知識，按照裝配步驟，利用配對技巧，對進給箱進行了虛擬裝配。同時抽象出了用于進行車床快速數(shù)字化設(shè)計的數(shù)字模型，為進行車床的快速數(shù)字化設(shè)計作好了準備。 這種參數(shù)化的快速設(shè)計方法，使機床的設(shè)計既符合我國的國情，也能與國際先進設(shè)計、制造及管理技術(shù)相 接軌；不但技術(shù)上先進，而且經(jīng)濟效果較好。是一種符合當(dāng)今設(shè)計思想、比較優(yōu)秀的設(shè)計方法。 給箱部分） 6 1 式車床總體方案設(shè)計 表 1 機床設(shè)計的基本要求 （ 1）保證有較高的加工精度和被加工表面較小的表面粗糙度； （ 2）盡可能提高其生產(chǎn)力和自動化程度； （ 3）機床應(yīng)有較高的可靠性和較長的壽命。 機床組件的設(shè)計要求 （ 1）主軸部件是機床的重要部件之一，其通常由主軸、主軸軸承和安裝在主軸上的傳動件等組 成。在機床工作時，由主軸帶動工件或刀具直接參加表面成形運動，因此對主軸有如下一些較高的要求：應(yīng)有較高的旋轉(zhuǎn)精度和剛度，如果剛度不足，將使主軸在切削力和傳動力的作用下，產(chǎn)生較大的彈性變形，并且還容易引起振動。這樣不僅會降低加工精度和表面光潔度，也還會使齒輪等傳動件和軸承等因不能均勻受力而惡化工作條件。主軸還必須有較高的抗振性和足夠的耐磨性，以便能長期地保持精度。 傳動系統(tǒng)采用了分支傳動鏈，高速時傳動鏈很短；同時由主軸部件進行了精密的動平衡，機床噪聲 低，熱變形小。 （ 2）進給箱要滿足體積小，重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高及質(zhì)量好的要求。在使用要求方面，首先應(yīng)滿足機床的運動特性的要求和具有較高的傳動效率，還應(yīng)便于操縱，確保安全，便于觀察、調(diào)整和維修。進給箱內(nèi)的傳動件應(yīng)能傳遞一定買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 的功率和扭矩，具有較高的剛度、強度、耐磨和抗振性等方面的性能，并應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)和噪聲小。 （ 3）床身應(yīng)具有足夠的剛度，在許用的最大載荷作用下，其變形量不得超過許用值，以保證機床的加工精度。另外，床身還應(yīng)有良好的抗振性和較小的熱變形，以保證工件的加工表面質(zhì)量和加工精度。在 ，我們選用了臥式床身。由于床身允許的最大回轉(zhuǎn)直徑只有 330我們將其固定在床腿上。 （ 4）導(dǎo)軌是聯(lián)接主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、床腳和防護板等部件的載體，它的功用是導(dǎo)向和承載，即引導(dǎo)運動部件沿一定軌跡準確地運動，并承受運動部件及其上安裝的重量和切削力。導(dǎo)軌是機床的關(guān)鍵部件之一，其性能的好壞，將直接影響機床的加工精度、承載能力和使用壽命。因此，它應(yīng)滿足以下的基本要求：要有足夠高的導(dǎo)向精度，這是保證機床加工精度的前提，因而它是對導(dǎo)軌的最基本要求。同時它還應(yīng)有較高的耐磨性、足夠的剛度和低速運動的平 穩(wěn)性。此外，導(dǎo)軌還要結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，便于間隙調(diào)整，具有良好的潤滑和防護等。在本設(shè)計中，我們用的是導(dǎo)軌的組合形式，為雙三角形導(dǎo)軌組合。該種組合形式導(dǎo)向精度高，磨損后能自動補償間隙，精度保持性較好；但加工、檢修困難，要求四個表面都接觸良好，且其工藝性差。 （ 5） 對于刀架的選擇，要根據(jù)車床的具體用途、加工的零件種類以及用戶的要求等方面進行考慮。 列臺式車床是一種小型的車床，它只要達到普通車床的用途即可，即：能車削內(nèi)外圓柱面，內(nèi)外圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面；車削端面及加工各種常用的公制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制 螺紋；能夠進行鉆孔、擴孔、鉸孔、滾花等操作。鑒于此，在設(shè)計 列臺式車床的刀架和拖板時選擇普通的方刀架，大、中、小拖板均有。這種刀架可以同時裝夾四把車刀或四組刀具，方刀架體可以轉(zhuǎn)動四個位置（間隔 90），從而使四把車刀輪流地參加切削。 （ 1）主軸箱固定在床身的左端，工件通過卡盤等夾具裝夾在主軸前端。主軸箱的功用是支承主軸并把動力經(jīng)變速傳動機構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)主運動。 （ 2）進給箱固定在床身的左側(cè)前端。進給箱內(nèi)裝有進給運動的變換機構(gòu)，用于改 變機動進給的進給量或所加工螺紋的導(dǎo)程。 （ 3）溜板箱與刀架的最下層 縱向溜板相連，與刀架一起作縱向運動，功用是把進給箱傳來的運動傳遞給刀架，使刀架實現(xiàn)縱向和橫向進給或快速移動或車螺紋。溜板箱上裝有各種操縱手柄和按鈕。 （ 4）刀架可沿床身上的刀架導(dǎo)軌作縱向移動，刀架部件由幾層組成，它的功用是裝夾車刀，實現(xiàn)縱向、橫向或斜向運動。 給箱部分） 8 （ 5）尾座安裝在床身右端的尾座導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整其位置。它的功用是用后頂尖支承長工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進行孔加工。 （ 6）床身固定在左右床腿上。 在床身上安裝著車床的各個主要部件，使它們在工作時保持準確的相對位置或運動軌跡。 其整體結(jié)構(gòu)如圖一所示。 刀架 溜板箱 尾架 床腳 防護罩 導(dǎo)軌 圖 1 主軸箱 進給箱 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 2 車進給箱的設(shè)計 給箱的組成和要求 一般來說，機床的進給箱由以下幾個部分組成：變換螺紋導(dǎo)程和進給量的變換機構(gòu)、 變換螺紋種類的移換機構(gòu)、絲杠和光杠轉(zhuǎn)換機構(gòu)、以及操縱機構(gòu)等。進給箱的功用是變換被加工螺紋的種類和導(dǎo)程，以及獲得所需的各種機動進給量。加工不同種類的螺紋由調(diào)整進給箱中的移換機構(gòu)和掛輪架上的掛輪來實現(xiàn)。 列臺式車床進給箱的組成部分與普通機床相似，也有以上幾個部分組成。 進給箱首先應(yīng)滿足運動方面的要求，如變速范圍、變速級數(shù)、轉(zhuǎn)速或進給量數(shù)列等。此外，還要具有較高的傳動效率，保證傳動件具有足夠的強度或剛度，降低噪聲，提高抗振性和耐磨性，操縱方便，并具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏等。 L 臺車進給箱設(shè)計方案選擇 進給箱按其軸的布置形式分，一般有塔輪結(jié)構(gòu)式、兩軸滑移式和三軸滑移式。塔輪結(jié)構(gòu)由于操縱比較復(fù)雜，消耗功率較大，在當(dāng)前機床進給箱中幾乎都不再使用。普通車床如 的進給箱的內(nèi)部空間較小，所用的齒輪數(shù)也比普通車床要少，操縱比較簡單，傳遞的功率也不大，因此選用兩軸滑移比較合適。 由于 車進給箱的尺寸較小，兩傳動軸的軸線在空間的距離不大，且要求傳動比較準確，所以我們在進給箱內(nèi)選用齒輪傳動。又根據(jù)要求設(shè)計兩軸線 平行，所以我們使用的齒輪為圓柱齒輪。根據(jù)經(jīng)驗和傳動要求，我們選取齒輪的材料為 45 鋼。根據(jù)設(shè)計條件可知進給箱的絲杠和光杠各有 9級轉(zhuǎn)速。進給箱中傳動軸轉(zhuǎn)速的改變主要是通過不同齒數(shù)的齒輪嚙合來實現(xiàn)的。有 9級轉(zhuǎn)速，也就意味著有 9種不同的傳動路線。如果我們選用二聯(lián)齒輪，當(dāng)使用 3只時，只有 8（ 2 2 2）級轉(zhuǎn)速，使用 4只時，有 16（ 2 2 2 2）級轉(zhuǎn)速。都不能滿足設(shè)計要求。故不宜采用二聯(lián)齒輪。但是如果我們采用兩個三聯(lián)齒輪（ 3 3），則剛好能滿足 9 級轉(zhuǎn)速這一要求。故在進給量變換機構(gòu)中我們選用兩只三聯(lián)齒輪。另外，我們采用固定螺釘來進行齒輪的軸向固定。 進給箱內(nèi)的傳動軸應(yīng)滿足強度和剛度方面的要求。強度方面的要求是，保證軸在反復(fù)彎曲載荷和扭轉(zhuǎn)載荷下不發(fā)生疲勞破壞。剛度方面的要求是，軸在彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷下不致產(chǎn)生過大的變形。如果剛度不足，則裝在軸中部的齒輪會因軸的撓度過大 而破壞它們的正常嚙合關(guān)系，并產(chǎn)生振動；裝在軸兩端的齒輪和軸承，會因傾角過大而給箱部分） 10 壓強分布不均，產(chǎn)生不均勻的磨損和過大的噪聲。如果扭轉(zhuǎn)剛度不足，則會產(chǎn)生扭振。 在進給箱的絲杠和光杠轉(zhuǎn)換機構(gòu)中，我們需要使用離合器來實現(xiàn)絲杠和光杠運動的轉(zhuǎn)換，也即是走刀和螺紋的轉(zhuǎn)換。離合器按其結(jié)合部分的特點，分為嚙合式和摩擦式兩大類，根據(jù)設(shè)計要求，我們選擇嚙合式離合器，因為該式離合器與摩擦式相比，有如下幾個優(yōu)點：（ 1）在相同尺寸條件下，嚙合式離合器能傳遞的扭矩大于摩擦式；（ 2）嚙合式離合器為剛性傳動，無打滑現(xiàn)象，傳動比準確；（ 3）嚙合 式離合器在結(jié)合過程中的磨損和發(fā)熱均較小。離合器應(yīng)滿足下列要求：離、合要迅速、可靠，結(jié)合要平穩(wěn)，斷開要徹底；操縱輕便省力。另外，離合器應(yīng)盡量放在高速軸上，以使傳遞的扭矩小些，則離合器的尺寸也就可以減小些。 該臺車進給箱中的操縱機構(gòu)用來控制變速、絲杠和光杠的轉(zhuǎn)換。它雖不直接參與機床的工作運動，與機床的精度和剛度等也無直接影響，但它影響機床工作性能的發(fā)揮和工人的勞動強度。因此在進給箱的設(shè)計過程中，我們應(yīng)該重視操縱機構(gòu)的設(shè)計。操縱機構(gòu)應(yīng)達到輕便省力、操縱方便和便于記憶、安全可靠等幾個方面的要求。在該進給箱中，根據(jù)設(shè) 計情況，我們選用了單獨操縱機構(gòu)，共使用三個手柄操縱三只滑移齒輪。操縱機構(gòu)主要由操縱件（手柄）、傳動裝置（搖桿、兩嚙合的扇形齒輪）、執(zhí)行件（拔叉、銷子）這三個部分組成。 參考相關(guān)設(shè)計資料，根據(jù)工程技術(shù)人員的經(jīng)驗，我覺得下列這種轉(zhuǎn)速圖與該臺車的實際情況比較符合，故不妨?xí)簳r認定其為該臺車的轉(zhuǎn)速圖，以便于我們能更好地進行設(shè)計。 （該圖在打印出的說明書中，手工繪制。） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 2 則根據(jù)圖 2，我們可以基本確定 列臺車的運動簡圖如圖 3 所示。 圖 3 齒輪的設(shè)計計算 選取 輪布置在進給箱輸入軸上。根據(jù)主軸箱的設(shè)計計算，選取進給箱輸入軸轉(zhuǎn)速 n=345r/動比 i =2,齒輪對稱布置，使用壽命 8年，每年以 300工作日計，兩班制，中等沖擊齒輪單向回轉(zhuǎn)。由于主電機的功率為 據(jù)經(jīng)驗我們?nèi)∵M給箱輸入軸的功率0p=W。則齒輪傳遞功率為： p = 10p = =其中： 01 代表軸承的傳動效率 ） 解：（ 1）齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇 因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料按表 7取，都采用 45 鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。小齒輪硬度為 240齒輪硬度為200輪精度用 7 級，齒輪表面粗糙度為 齒面閉式傳動，失效形式為點蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些， 1z =20，側(cè) 4020212 （ 2）設(shè)計計算 設(shè)計準則 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 齒面接觸疲勞強度設(shè)計 由式 (710得 給箱部分） 12 3 12112 1T = 610 1 3 70 由機械設(shè)計 圖 7 M P a 60,580 l i i 由機械設(shè)計 圖 7 M P a 1 0,2 3 0 l i i 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 710計算得： 811 3 0 016(3 4 56060 由機械設(shè)計 圖 7接觸疲壽命勞系數(shù)為 21 械設(shè)計 圖 7彎曲疲勞壽命系數(shù)為 1,121 械設(shè)計 表 7觸疲勞安全系數(shù)為 1 式 (710和 (710求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力： M p H 580115801m i nl i ， M p H m i nl i M S 23011 m i nl i M S 21022 m i nl i 由式 70得 3 12112 21 mm t /11 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 1 2 3 1 由機械設(shè)計 圖 7 09.1表得 K 由表 7 K，則 t 6 11 則取模數(shù) 記算幾何尺寸 020211 ， 040222 02/)4020(22/)( 21 d 7401 7 d 7401 7 （ 3）校核齒根彎曲疲勞強度 由機械設(shè)計 圖 7 0得 3 7 0 213111 1F 21212 綜上可知齒輪合格。 軸的設(shè)計計算 選取 軸為進給箱的輸入軸，根據(jù)設(shè)計情況可知軸的轉(zhuǎn)速 n=345r/入功率 P=柱齒輪分度圓直徑為 40轂寬度為 7 荷平穩(wěn)，單向傳動。 解：（ 1）選擇軸的材料及熱處 理 由于進給箱傳遞的功率不大，對其尺寸和重量也無特殊要求，故選擇常用材料 45給箱部分） 14 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （ 2） 初估軸的直徑，由機械設(shè)計 表 10 C=106107，考慮到軸端受扭矩作用，取 C=106，則 C 3 06 3 2 3）結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)形式如圖 4所示。 圖 4 （ a） 各軸段直徑的確定 初估軸徑后，就可按軸上零件的安裝順序，從 開始逐段確定直徑。本例中 是軸段的直徑?？紤]到軸段上裝有軸軸套，根據(jù)軸套的選取軸段的直徑為 15 段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列，即軸段的直徑應(yīng)與軸承型號的選擇同時進行。現(xiàn)暫取軸承型號為 6103 ，即 17 35 10，其內(nèi)徑 d=17 軸段 的直徑3d=17 段上安裝齒輪，根據(jù)齒輪尺寸和具體情況，取4d=20 輪用小螺釘固定在軸上。通常同一根軸上的兩個軸承取相同型號，為便于安裝，取該軸承的尺寸為 15 28 7，故取軸段的直徑5d=15 (b)各軸段長度的確定 軸段的長度取得比軸套的長度稍短些，取為 2l =20 段上的軸承端面與軸肩緊靠，軸段的長度應(yīng)取的與軸承和軸承套的寬度之和相等，軸承寬為 10 承套寬為 29 取3l=39 段的長度應(yīng)與軸承的寬度相等，故取5l=7 以上各軸段長度主要是根據(jù)軸上零件的轂長或軸上零件配合部分的長度確定。而買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 另一些軸段長度，如 1l 、 4l ，除與軸上零件有關(guān)外，還與箱體及其它零件有關(guān)。根據(jù)以往的經(jīng)驗和具體的設(shè)計情況，我們?nèi)?1l =164l =64 于是，可得軸的支點和軸上受力點間的跨距為： 1L =39.5 2L =33 （ c）軸上零件的周向固定 為保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合K7/軸承內(nèi)圈配合的軸頸選用 輪及軸套均采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，分別為鍵 4 14 5 25 5 20 （ d）軸上倒角及圓角 為保證 6103 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊推薦，取軸肩圓角半徑為 1 方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為 1 據(jù)標準 的左右端倒角均為 1 45。 上述確定尺寸和結(jié)構(gòu)的過程，與畫草圖同時進行，結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖如圖 5所示。 (4) 軸的受力分析及其校核 畫軸的受力簡圖如下： 圖 5 由題意得，齒輪傳遞的扭矩為 1T =9549m 則有1T / 1d 10，其中 1d =40 到 0=92N 則齒輪對軸的徑向力為 10=692 給箱部分） 16 根據(jù)受力簡圖，利用所有的力對 平衡知識得， 2N （ 3） 則 2N =軸的危險截面在安裝齒輪處，即 據(jù)題意有： 2N 2L =33=該處軸的彎曲應(yīng)力為 212222321 B 機械設(shè)計手冊，可知該軸的許用彎曲應(yīng)力為 215 則 B 5000h 故軸承滿足要求。 進給箱內(nèi)各元件的布置 箱體內(nèi)軸線的布置 箱體內(nèi)各軸線的布置與箱體的形狀有 關(guān)，而箱體的形狀又決定于箱體在機床上安裝位置。因為該臺式車床的進給箱安裝在床身的前壁上，又由于要與絲杠、光杠等相聯(lián)接，所以設(shè)計成徑向尺寸小，軸向尺寸長的扁平的箱體。由于箱體內(nèi)空間不是很大，我們將軸線布置在一個水平平面內(nèi)。為了減少傳動軸的長度，根據(jù)經(jīng)驗我們可在箱體內(nèi)加兩道隔墻，形成三跨。左邊一跨和中間一跨均為進給量的變換機構(gòu)；右邊一跨為絲杠和光杠轉(zhuǎn)換機構(gòu)。另外，操縱機構(gòu)的的設(shè)計也會影響到軸線的布置。我們將箱體內(nèi)各軸布置在離操縱機構(gòu)較近的位置，這樣設(shè)計變速操縱機構(gòu)可以方便得多。 在滿足上述要求的前提下，將進給箱 設(shè)計的結(jié)構(gòu)緊湊些，尺寸盡可能小些。也即盡可能縮小徑向和軸向尺寸。為縮小徑向尺寸，可使箱體內(nèi)某些軸線重合。對此，我們在設(shè)計傳動系統(tǒng)圖時就應(yīng)考慮到。為減少兩軸間的距離，在可能的條件下不采用過大的齒輪。在一個傳動組內(nèi)，當(dāng)傳動組的變速范圍一定時，如能取最大傳動比恰好等于最小傳動比的倒數(shù)，這時，傳動件所占的徑向空間將是最小的。 齒輪在軸上的布置與排列 傳動組內(nèi)的滑移齒輪有的放在主動軸上，也有的放在從動軸上。在可能的情況下，最好放在主動軸上。因為機床傳動鏈多是降速傳動，主動軸的轉(zhuǎn)速一般比從動軸的轉(zhuǎn)速高，因 此，滑移齒輪的尺寸小、重量輕、滑移省力。在一個變速傳動組內(nèi)，在變換轉(zhuǎn)速時，必須使一個處于嚙合的齒輪完全脫開后，另一個齒輪才能進入嚙合。 在三聯(lián)滑移齒輪的排列中，如果把三聯(lián)滑移齒輪一分為二，則能使軸向長度縮小，但是使得操縱機構(gòu)復(fù)雜了：兩個滑移齒輪的操縱機構(gòu)之間要有互鎖機構(gòu)，以防止同時給箱部分） 18 有兩個齒輪嚙合。因此在該臺車的進給箱里，我們?nèi)匀皇褂貌环珠_的三聯(lián)滑移齒輪。 另外，我們還可以對兩個傳動組作統(tǒng)一的安排。除了一般的排列方式外，我們可將固定齒輪放在一根軸上，而滑移齒輪放在另一根軸上。 動軸安裝方式的確 定 進給箱內(nèi)的傳動軸上都裝有滾動軸承。由于單列向心球軸承價格便宜；圓錐滾子軸承安裝方便，且承載能力較大，還可承受軸向力。因此，這兩種軸承在進給箱的傳動軸上，應(yīng)用最廣。但我們設(shè)計的是小型臺式車床，我們在傳動軸上只考慮使用單列向心球軸承，根據(jù)經(jīng)驗和需要，我們還可以使用少量的推力球軸承，來承受軸向力。 傳動軸通過軸承在箱體內(nèi)的軸向固定，可分為一端固定和兩端固定兩類。軸上裝單列向心球軸承時可以一端固定，也可以兩端固定。一端固定方式的主要優(yōu)點是在軸受熱以后可以向另一端自由延伸，而不至使軸受熱后因無處延伸而變形，產(chǎn)生熱 應(yīng)力，因此宜用于長軸。兩端固定不宜用于長軸，因為受熱膨脹后將引起過大的熱應(yīng)力。由于我們的進給箱尺寸不是很大，因此傳動軸也不是很長，所以我們考慮對傳動軸使用兩端固定。 另外，我們在設(shè)計軸時必須注意軸向定位問題：每一根軸軸向雙向都必須定位。決不能有一個方向未定位而使軸有可能軸向竄動。但是，也不能超定位 一個方向有兩處定位。否則是會發(fā)生干涉的。彈性擋圈只能用于沒有軸向力處的軸向定位，有軸向力時不能用。 另外，傳動軸的軸承必須成對（指類型相同而不是指尺寸相同）使用，即兩端都用向心球軸承或推力球軸承。 其基本情況 如圖 6 所示。 圖 6 嚙合齒輪寬度的確定 在一般情況下，一對相嚙合的齒輪，寬度應(yīng)該是相同的。但是考慮到操縱機構(gòu)的定位不可能很準確，撥叉也存在著誤差和磨損，使用時往往會發(fā)生錯位。這時只有部分齒寬參加工作，會使齒輪壽命降低。為此，在軸向不是要求很緊湊的條件下，可以買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 使小齒輪比大齒輪寬 1 2毫米。這樣帶來的缺點是軸向尺寸將有所增加。綜合考慮進給箱的整體情況，為了避免這樣的缺點，我們在設(shè)計齒輪時，將相嚙合齒輪的寬度設(shè)計為相同。 箱體的設(shè)計 箱體是進給箱的基本零件，在箱體的內(nèi)外還安裝著軸、軸承 、齒輪、操縱手柄等許多其他零件。機床工作時，箱體應(yīng)使各零件（尤其是軸）保持足夠準確的相對位置，以便保證部件的正常工作并滿足加工質(zhì)量的需要。因此，對箱體的要求是：（ 1）有一定的制造精度；（ 2）有足夠的強度和剛度；（ 3）內(nèi)應(yīng)力要小（使用過程中內(nèi)應(yīng)力重新分布所引起的變形?。唬?4）節(jié)省材料，結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性好。 體材料的選擇及熱處理 形狀復(fù)雜程度一般，根據(jù)經(jīng)驗，我們采用鑄造結(jié)構(gòu)，鑄鐵材料選用 了減少鑄件箱體的殘留內(nèi)應(yīng)力，鑄件澆鑄后的冷卻速度要緩慢，并 應(yīng)進行時效處理。 體結(jié)構(gòu)形狀及尺寸的確定 根據(jù)總體設(shè)計要求，在能夠安裝全部零件的前提下，考慮制造、維修及調(diào)整等條件，選定該臺車進給箱的輪廓尺寸為 235盡可能做到尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)輪廓尺寸選定箱體的壁厚為 14壁采用圓弧連接、等壁厚連接，一般內(nèi)壁圓弧 r=壁圓弧 R= 壁厚）。 為簡化箱體的制造工藝，箱體的內(nèi)壁不進行機械加工。箱體的外表加工面也盡可能布置在一個平面上，以便于加工。對于箱體里布置的兩面墻，根據(jù)我們的需要，在每一個墻上打上一 個通孔，以便于裝軸。在箱體上鉆孔時，應(yīng)保證鉆入和鉆出表面與孔的軸線垂直。 精度較高的大孔加工是箱體最重要的加工工序，為了保證孔的加工精度，我們可以利用加工中心來加工。在箱體上，一般采用通孔，盡量避免大螺紋孔或階梯孔。通用機床加工時，鏜孔的孔徑應(yīng)盡量相同，尤其是同軸線孔最好做成等直徑的，這樣可以減少調(diào)刀次數(shù)。加工小螺孔時，其攻絲直徑不宜過小，一般不小于 體的技術(shù)要求 為了保證傳動件正常運轉(zhuǎn)和機床加工精度的要求，我們可以參考相關(guān)類型機床的箱體圖紙，進行合理地標注尺寸公差、形位公差及其他技術(shù)條 件。 一般傳動軸的孔徑公差等級多為 7級。各孔的圓度和圓柱度等形狀公差，不應(yīng)超過孔徑公差的 1/41/2。需要標柱基準面的直線度、平面度，基準面之間的平行度或垂直度，各孔軸心線對端面的垂直度公差等。 給箱部分） 20 另外，應(yīng)保證安裝在箱體內(nèi)的零件與箱壁不加工面間有足夠的間隙，以防止因鑄造時箱壁的錯移而與箱內(nèi)的零件相碰，一般可取 583 進給箱零部件的計算機輔助設(shè)計 在本設(shè)計中我們主要利用 稱 箱體的各個零件進行三維實體建模，將其轉(zhuǎn)換為二維工程圖，并進行虛擬裝配。 3 1 介 向制造行業(yè)的端軟件。它為制造行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的全過程提供解決方案，功 能包括：概念設(shè)計、工程設(shè)計、性能分析和制造。它實現(xiàn)了設(shè)計優(yōu)化技術(shù)與基于產(chǎn)品和過程的知識工程的組合，顯著地改進了我們機械和汽車、航空航天以及工具等工業(yè)的生產(chǎn)率。通過應(yīng)用主模型方法，它使得從設(shè)計到制造的所有應(yīng)用相關(guān)聯(lián)。通過使用主模型，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 品可視化（ 及運用 術(shù)，它能夠支持擴展企業(yè)范圍的并行協(xié)作。用知識驅(qū)動的自動化， 使得 決了怎樣捕捉、再使用和運用累積在制造產(chǎn)品的人和過程中的知識問題。 3 2 實體建?；A(chǔ) 式建模、參數(shù)化建模、基于約束的建模和復(fù)合建模。根據(jù)本設(shè)計的要求，我們選用參數(shù)化建模，這樣使得用于模型定義的參數(shù)值隨模型存儲，便于我們根據(jù)不同的需要而對模型進行編輯。 體素特征 一個體素是基本解析形狀的一個實體，它可以用作在實體建模過程啟動時的基本形狀。當(dāng)建立一個體素時，必須規(guī)定它的類型與尺寸以及在模型空間的位置與方位。體素是參數(shù)化的，但是特征間不相關(guān)，每個體素都是相對 于模型空間建立的。 （ 1）塊（ 通過規(guī)定在模型空間中的方位、尺寸和位置建立一個體素塊。建立對話框如 圖 7所示。我們可知建立塊有三種方法。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 7 （ 2）圓柱（ 通過規(guī)定在模型空間中柱的方位、尺寸和位置建立一個體素柱。建立圓柱對話框如圖 8所示。 圖 8 我們知道有兩種方法來構(gòu)建圓柱，即直徑、高方法和高、弧方法。 （ 3）錐（ 通過規(guī)定在模型空間中柱的方位、尺寸和位置，建立一個體素。建立錐對話框如圖 9所示。 圖 9 我們共有五種方法 來建立錐。 (4)球（ 通過規(guī)定在模型空間中球的尺寸和位置建立一個體素球。建立球?qū)υ捒蛉?給箱部分） 22 圖 10 圖 10所示?？芍灿袃煞N方法來建立球，即直徑、中心法和選擇弧方法。 3 2 2 草圖 草圖是組成一個輪廓曲線的集合。輪廓可以用于拉伸或旋轉(zhuǎn)特征，可以用于定義自由形狀特征的或過曲線片體的截面。 尺寸和幾何約束可以用于建立設(shè)計意圖及提供執(zhí)行參數(shù)驅(qū)動改變的能力。 （ 1）使用草圖的目的 當(dāng)明確知道一個設(shè)計意圖時，約束可以快速作用以滿足那個意圖時；當(dāng)有一個需求迭代通過許多變動解決方案去驗證某一設(shè)計意圖時 ；設(shè)計意圖是由下列兩方面組成：設(shè)計考慮：在實際部件上的幾何需求，包括決定部件細節(jié)配置的工程和設(shè)計原則。潛在的改變區(qū)域：稱之為設(shè)計改變或迭代，它們影響部件配置。 （ 2）使用草圖的時間 當(dāng)我們需要參數(shù)化的控制曲線時；草繪按標準成型特征無效的形狀；當(dāng)使用 一組特征去建立希望的形狀而使該形狀編輯難時；如果形狀本身適于拉伸或旋轉(zhuǎn)，草圖可以用作一個模型的基礎(chǔ)特征；考慮草圖用作掃描特征的引導(dǎo)路徑或用作自由形狀特征的生成母線。 （ 3）使用草圖的一般步驟 為我們要建模的特征或部件建立設(shè)計意圖；設(shè)置草圖的層和目錄；檢查和修改草圖參數(shù)預(yù)設(shè)置；建立和編輯草圖。按我們的設(shè)計意圖約束草圖；使用草圖建立在我們的模型上的特征。 （ 4）草圖工具對話框如圖 11。 圖 11 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè) 論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 描特征 掃描特征（ 構(gòu)成部件非解析形狀毛坯的基礎(chǔ)。它包括截面線串沿指定方向拉伸掃描；繞指定軸旋轉(zhuǎn)掃描；沿指定引導(dǎo)線串掃描以及指定內(nèi)外直徑沿指定引導(dǎo)線串的掃描。 如圖 12所示，在建模應(yīng)用中通過：選擇 .,存取掃描特征功能，或從成形特征工具條上直接選擇相應(yīng)圖標來存取掃描特征功能。 圖 12 用于掃描的截面線串可以是曲線、曲線鏈、草圖、實體邊緣、實體表面和片體。掃描特征是相關(guān)和參數(shù)化的特征，它與截面線串、拉伸方向、旋轉(zhuǎn)軸及引導(dǎo)線串、修剪表面 /基準面相關(guān)聯(lián)。它的所有掃描參數(shù)隨部件存儲，隨時可進行編輯。在設(shè)計中，我們用到最多的掃描特征是拉伸體和旋轉(zhuǎn)體。 成形特征 成形特征用于添加結(jié)構(gòu)細節(jié)到模型上，它仿真零件粗加工過程。這些特征包 括：添加材料到目標實體凸臺、凸墊；從目標實體減去材料孔、鍵槽、腔和溝槽；用戶定義 特征，它們可以添加到目標實體，或從目標實體減去。如圖 13 所示。 圖 13 （ 1）安放表面 所有成形特征需要一安放表面（ 對大多數(shù)成形特征來說安放表面必須是平面的（除去通用凸墊和通用腔外）。對溝槽來說安放表面必須是柱面或錐面。 給箱部分） 24 安放表面通常是選擇已有實體的