數(shù)控機床分度工作臺設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 數(shù)控機床分度工作臺的設(shè)計 學(xué) 號： 姓 名： 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 系 別： 機械工程系 指導(dǎo)教師： 師 教授 二○一五年四月 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 i 摘 要 本文以數(shù)控機床為應(yīng)用平臺，通過研究分度工作臺的基本原理，結(jié)合液壓、數(shù)控技術(shù)，液壓原理，機械傳動及工程力學(xué)等等知識，對機床工作臺進行了設(shè)計，來實現(xiàn)對尺寸較大、精度要求較高零件進行圓周面分度加工和工藝處理。 本文設(shè)計出了主要應(yīng)用于數(shù)控鏜床和加工中心的液壓數(shù)控機床分度工作臺，為了提高工作臺精度和剛度，穩(wěn)定性，本設(shè)計中工作臺采用齒盤式分度裝置。它的傳動部分主要有：液壓馬達、齒輪齒條傳動、齒輪傳動、端齒盤傳動及液壓傳動裝置。其余部分主要由工作臺端面、中心軸、液壓系統(tǒng)、微動開關(guān)、支架和底座及箱體等部分組成。它能承受很大的外載，定位剛度好，精度保持性好，可提高加工效率，能夠由數(shù)控系統(tǒng)控制使工作臺自動完成分度并定位夾緊。此工作臺采用端齒盤夾緊裝置，定位精度高具有正確對中的能力，嚙合時不需要再找中心，并可進行間隙消除和蝸輪加緊，是一種很實用的加工工具。它具有高互換性和高耐磨性，經(jīng)濟效益好， 今后會在數(shù)控機床上得到廣泛的應(yīng)用 。 關(guān)鍵詞： 分度工作臺；液壓馬達；液壓缸；數(shù)控 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 is a to do to a to or It in to in to in is of of it to on of of is to a by of to it of in in to in to in of of of 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 錄 摘 要 ..................................................... i ............................................... 錄 .................................................. 緒論 ..................................................... 1 題的來源與研究的目的與意義 ......................... 1 度臺的方案分析 ..................................... 1 構(gòu)分析 ....................................... 2 械結(jié)構(gòu)總體方案與布局 ......................... 5 度臺工作原理 ................................. 7 題研究的內(nèi)容 ....................................... 9 計基礎(chǔ) ........................... 12 圖繪制 ...................................... 13 準特征，參考幾何體的創(chuàng)建 .................... 15 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 .................. 16 程圖的設(shè)計 .................................. 17 配設(shè)計 ...................................... 17 2 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 .......................................... 18 承的設(shè)計 ......................................... 18 動齒輪的選型計算 ................................. 18 壓缸的選型計算 ................................... 19 動軸的設(shè)計計算 ................................... 19 3 分度臺各部分強度的校核 .................................. 20 承強度的校核 ..................................... 21 動軸強度的校核 ................................... 21 輪強度的校核 ..................................... 21 4 分度工作臺的 計 .................................... 22 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 定義 .......................................... 23 選擇 .......................................... 23 度工作臺 制系統(tǒng)接線圖和流程圖的確定 .......... 24 結(jié)論 ...................................................... 25 致 謝 .................................................... 26 參考文獻 .................................................. 27 附錄 一 ................................................... 28 附錄 二 ................................................... 37 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 1 1 緒論 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 機械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面， 凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務(wù)的機械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械、研制和提供各種機械武器。不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有： 建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原 理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機械原理和機械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應(yīng)當前和將來的需要。 機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量 有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 2 業(yè)。 機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證 機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可 劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設(shè)計、機械制造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復(fù)機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內(nèi)燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置， 可能也屬于核動力裝置等等。 因此自 20 世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟的目標任務(wù)。 分度工作臺是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技半自動化生產(chǎn)設(shè)備。分度濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 3 臺的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的 優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。分度臺作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 題的來源與研究的目的和意義 現(xiàn)代工業(yè)分度臺起源于 20 世紀 50 年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的自動化產(chǎn)品。 1962 年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型分度臺。商名為 萬能自動 )。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用氣驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標式通用分度臺就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展 起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（ ,專門生產(chǎn)工業(yè)分度臺。 1962 年，美國機械鑄造公司也試驗成功一種叫 度臺，原意是靈活搬運。該分度臺的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用氣驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種分度臺出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)分度臺發(fā)展的基礎(chǔ)。 1978 年，美國 司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種工業(yè)分度臺，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于± 1 毫米。 美國還十分注意提高分度臺的可靠性，改進結(jié)構(gòu)，降低成本。如 年分度臺試驗臺，進行各種性能的試驗。準備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由 400 小時提高到 1500 小時，精度可提高到± 德國機器制造業(yè)是從 1970 年開始應(yīng)用分度臺，主要用于起重運輸、焊接和設(shè)備的鉆孔、攻牙等作業(yè)。德國 司還生產(chǎn)一種全自動分度臺，采用新的結(jié)構(gòu)和程序控制。 瑞士 司生產(chǎn)一種全自動智能分度臺，采用示教方法編制 程序。 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 4 日本是工業(yè)分度臺發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自 1969 年從美國引進二種典型分度臺后，大力研究分度臺的研究。據(jù)報道， 1976 年從事分度臺的研究工作的大專院校、研究單位多達 50 多個。 1979 年 120 多個大學(xué)和國家研究部門用在分度臺的研究費用 42%。 1979 年日本分度臺的產(chǎn)值達 443 億日元，產(chǎn)量為 14535 臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達 222 億日元，是 1978年的二倍。具有記憶功能的分度臺產(chǎn)值約為 67 億日元，比 1978 年增長 50%。智能分度臺約為 17 億日元，為 1978 年的 6 倍。截止 1979 年，分度臺 累計產(chǎn)量達 56900 臺。在數(shù)量上已占世界首位，約占 70%，并以每年 50%～ 60%的速度增長。使用分度臺最多的是汽車工業(yè)，其次是電機、電器。預(yù)計到 1990 年將有 55 萬機器人在工作。 第二代分度臺正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計算機控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使分度臺具有感覺機能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺分度臺。 第三代分度臺則能獨立地完成工作過程中的任務(wù)。它與電子計算機和電視 設(shè) 備 保 持 聯(lián) 系 。 并 逐 步 發(fā) 展 成 為 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 柔性制造單元 (重要一環(huán)。 隨著分度臺的研究制造和應(yīng)用的擴大，國際性學(xué)術(shù)交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動開展很多。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分度臺也越來越多的地被應(yīng)用。在機械工業(yè)中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機械加工、裝配、檢驗、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實理。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用。 在機械工業(yè)中，應(yīng)用分度臺的意義可以概括如下： 一、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度 應(yīng)用 分度臺有利于實現(xiàn)工件的鉆孔、攻牙等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 二、以改善勞動條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 5 毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應(yīng)用分度臺即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。在一些簡單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以分度臺代替人進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應(yīng)用分度臺代替人進行工作，這是直接減少 人力的一個側(cè)面，同時由于應(yīng)用分度臺可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有分度臺，以減少人力和更準確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產(chǎn)。 綜上所述，有效的應(yīng)用分度臺，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。 度臺的方案分析 為了使分度臺的通用性更強，把分度臺 采用齒盤式分度裝置。它的傳動部分主要有：液壓馬達、 齒輪齒條 傳動、齒輪傳動、端齒盤傳動及液壓傳動裝置。其余部分主要由工作臺端面、中心軸、液壓系統(tǒng)、微動開關(guān)、支架和底座及箱體等部分組成。它能承受很大的 外載，定位剛度好，精度保持性好，可提高加工效率，能夠由數(shù)控系統(tǒng)控制使工作臺自動完成分度并定位夾緊。此工作臺采用端齒盤夾緊裝置，定位精度高具有正確對中的能力，嚙合時不需要再找中心，并可進行間隙消除和蝸輪加緊，是一種很實用的加工工具。 構(gòu)分析 分度工作臺主要有液壓缸提供驅(qū)動力，通過齒輪齒條機構(gòu)帶動齒盤轉(zhuǎn)動，當需要分度時，殼體內(nèi)部的液壓缸推動動齒盤與上方的定齒盤嚙合，這樣工作臺就停止了轉(zhuǎn)動，如此間歇運動，就是對工作臺進行了分度，具體的回轉(zhuǎn)角度需要根據(jù)液壓缸的推程來決定，通過調(diào)整液壓缸的節(jié)流閥，可以很 方便地調(diào)節(jié)分度工作臺的速度。 械結(jié)構(gòu)總體方案與布局 分度臺的液壓回路的設(shè)計主要是選用合適的控制閥，通過控制和調(diào)節(jié)各個液體壓縮的壓力、流量和方向來使液壓執(zhí)行機構(gòu)獲得必要的力、動作速度和改變運動方向，并按規(guī)定的程序工作，設(shè)計出的方案布局圖如下圖所示。 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 6 分度臺總體方案與布局圖 此次設(shè)計的分度臺 采用端齒盤夾緊裝置，定位精度高具有正確對中的能力，嚙合時不需要再找中心，并可進行間隙消除和蝸輪加緊，是一種很實用的加工工具。 設(shè)計中采 用 制分度臺實現(xiàn)各種規(guī)定的預(yù)定動作，既可以簡化控制線路，節(jié)省成本，又可以提高勞動生產(chǎn)率。 度臺工作原理 分度工作臺主要有液壓缸提供動力，通過齒輪齒條傳動機構(gòu)帶動齒盤轉(zhuǎn)動，當需要分度時，殼體內(nèi)部的液壓缸推動動齒盤與上方的定齒盤嚙合，這樣工作臺就停止了轉(zhuǎn)動，如此間歇運動，就是對工作臺進行了分度，具體的回轉(zhuǎn)角度需要根據(jù)液壓缸的行程來決定，通過調(diào)整液壓缸的節(jié)流閥，可以很方便地調(diào)節(jié)分度工作臺的速度。 題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運用 數(shù)控機床分度工作臺進行設(shè)計。在設(shè) 計過程中，了解 各種功能。 司成立于 1993年，由 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 7 裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（ 。 當初的目標是希望在每一個工程師的 桌面 上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設(shè)計系統(tǒng)。從1995 年推出第一套 維機械設(shè)計 軟件 至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由 300 家經(jīng)銷商在全球 140 個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。 1997 年，國 達索（ 司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。 件是世界上第一個基于 。由于技術(shù)創(chuàng)新符合 術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢， 司于兩年間成為業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務(wù)狀況和用戶支持使得 年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在 1995 從 1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎 。 其中僅從 1999年起， 美國 權(quán)威的 續(xù) 4年授予表彰 力和簡明。至此， 定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它， 設(shè)計師大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于 色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為 成為 華爾街 青睞的對象。終于在 1997 年由法國 達索公司 以三億一千萬美元的高額市值將 資并購。公司原來的風(fēng)險投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了 業(yè)的世界紀錄。并購后的原來的品牌和管理技術(shù)隊伍繼續(xù)獨立運作，成為 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司 。 維機械設(shè)計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的 由于使用了 觀式設(shè)計技術(shù)、先進的 核（由劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù) 。 為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 件使用許可約 28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品 /消費品、離散制造等分布于全球 100 多個國家的約 3 萬 1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4， 300 所教育機構(gòu)的近 145， 000 名學(xué)生通過 培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才 招聘 網(wǎng)站檢索，與其它 3D 件 相比， 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 8 相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多， 這一事實 說明了 越來越多的工程師 和設(shè)計者 使用 維軟件 ，越來越多的企業(yè) 需要 才。件功能強大， 易于操作，界面人性化， 技術(shù)創(chuàng)新 ， 組件繁多是 大特點 。 使得 維軟件 成為 目前全球 領(lǐng)先的三維 設(shè)計時 能夠 為用戶 提供不同的設(shè)計方案 ，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在 設(shè)計過程中 降低設(shè)計的 錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場上所見到的三維 決方案中， 設(shè)計過程比較簡便 又 通俗易懂 的軟件之一。 它 不僅提供如此 人性化 的 系統(tǒng) ，同時對每個工程師和設(shè)計者 ，乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。 件是世界上第一個基于 發(fā)的三維 統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合 術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢， 司于兩年間成為 業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務(wù)狀況和用戶支持使得 年都有數(shù) 十乃至數(shù)百項的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在 1995獲得全球微機平臺 統(tǒng)評比第一名；從 1995 年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎，其中僅從 1999 年起，美國權(quán)威的 年授予 佳編輯獎，以表彰 創(chuàng)新、活力和簡明。至此， 定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它， 設(shè)計師 大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于 色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為 成為華爾街青睞的對象。終于在 1997年由法國達索公司 以三億一千萬美元的高額市值將 司原來的風(fēng)險投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了 購后的 為 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司， 維機械設(shè)計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的 計基礎(chǔ) 熟悉 工作環(huán)境；了解 握在 存、導(dǎo)入等基本操作，掌握三維建模流程。 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 9 圖繪制 掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的 概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 準特征 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與 建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。 程圖設(shè)計 靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。 配設(shè)計 靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用 活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計 子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 10 2 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 承的設(shè)計計算 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達到或超過規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設(shè)計的軸上 徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用調(diào)心滾子軸承，因為調(diào)心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸 承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內(nèi)圈，并是可分離的軸承，根據(jù) d=80參考資料 2356 表 7－ 2－ 78 我們選擇帶緊定套的調(diào)心滾子軸承（ 288根據(jù)軸承選用配套的軸承座，參考資料 2用圓錐孔的異徑孔滾動軸承座 (7813選用 動齒輪的選型計算與校核 1）選擇小齒輪材料為 40質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240者材料硬度差為 40 2） 精度等級選用 7級精度； 3）小齒輪齒數(shù) 41，大齒輪齒數(shù) 74的； 4） 齒輪模數(shù)都為 3的直齒輪 因為低速級的載荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 （ 1） 試選 （ 2）選取區(qū)域系數(shù) （ 3）選取尺寬系數(shù)φ d＝ 1; （ 4）查得εα 1＝ α 2＝ εα＝εα 1＋εα 2＝ （ 5）查得材料的彈性影響系數(shù) 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 11 （ 6）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σ 600齒輪的解除 ;疲勞強度極限σ 550 （ 7）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 6060× 192× 1×（ 2× 8× 300× 5）＝ 102＝ ＝ 107 （ 8） 查得接觸疲勞壽命系數(shù) （ 9） 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，由得 [σ H]1＝＝ 600570σ H]2＝＝ 550539[σ H]＝ [σ H]1＋ [σ H]2/2＝ )齒輪的校核 m=3,1,4, 兩齒輪材料均選用 45,表面淬火， 48~55 查得： M P ??????預(yù)期齒輪壽命 5年，每天工作 12小時，工作載荷為輕微沖擊，則 818216 0 6 0 * 1 * 5 2 0 * ( 5 * 3 0 0 * 1 2 ) 5 . 6 1 6 * 1 0/ 2 . 7 2 1 6 * 1 0N a n i? ? ??? 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖，得： ? ??Y )驗算齒面接觸疲勞強度 載荷系數(shù)，取 K=得： M H ?? ? 接觸應(yīng)力為： 232212 1 . 5 5 . 5 6 4 7 1 0 3 . 0 61 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 1 7 2 . 0 7 92 4 7 8 2 . 0 6H E Zb d a???? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 12 ? ?? ? i i i i ??????????(2)驗算齒根彎曲疲勞強度 取 K=表： ? ??Y ? ? Y?? ?彎曲疲勞強度的最小安全 系數(shù)，取 F? 則： ? ?1 3 5 0 0 . 9 2 2 5 7 . 61 . 2 5F M P a? ??? ? ?2 3 5 0 0 . 9 8 2 7 4 . 41 . 2 5F M P a? ??? 1 1 11 2212000 2 0 0 0 1 . 5 5 . 5 6 4 7 2 . 6 8 1 . 5 62 4 3 2 61 2 . 4 2 8F a S Y Yb m a? ? ? ? ? ??? ???2221112 . 4 6 1 . 6 8 1 2 . 4 2 8 1 2 . 2 8 52 . 6 8 1 . 5 6F a S a S P ?? ? ? ? ??由上述計算可知，均滿足要求。 壓缸的選型計算 液壓缸運行長度設(shè)計為 l =118缸內(nèi)徑為 1D =40=20壓 缸運行速度，加速度時間 t? =強 p=驅(qū)動力 ``20 . ? 26 ??? )(3799 N? ; 2、尺寸校核 （ 1）測定質(zhì)量為 5重力 )(8001080N???（ 2） 設(shè)計加速度 )/(5 ，則慣性力 1 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 13 )(400580N???（ 3）考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù) 1.0?k ， )(?? 總受力 ?? 1 )(124040400800N????0 所以設(shè)計尺寸符合實際使用要求。 由于實際設(shè)計中用到的齒輪誤差測量 扎的總重為 5們根據(jù)杠桿原理可知： 2知兩個力臂之間的長度的比值為 1:5，即根據(jù)杠桿原理可得實際氣缸的出力為 55N，然后根據(jù) F=里假定大氣壓力為： 那么就有 F=1400N,查表可得，我們可以選擇缸徑 150，行程 400的無桿行標準液壓缸，液壓缸牌子我們選擇 動軸的設(shè)計計算 （ 1）初步確定軸的直徑 6551 30 33000 ???? （ 根據(jù)工作條件，取 90?d 2）傳動軸受力分析 360 11 ?????mt （ 3 1062222co 4 4co s '''1 ????? ??? N （ 2062222s i 4 4062222s i n '''''' ????? ??? N （ 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 14 （ 3）繪制傳動軸的受力簡圖，如圖所示，求支座反力 ①垂直面支反力： 由 ? ? 0： 0257 032 ??? 1 2/3 6 3 12/3 6 023 ??????? 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 15 由 ? ?0Y ，得： 6 3 1 ????? （ ②水平面支反力： 由 ? ? 0： 032 ?? 6 1 4 42 3 ???? L ? ?0Z ，得： 9 6 3 1 ????? （ （ 4）作彎矩圖： ①垂直面彎矩 ： 4 9 9 0 8 92 ???? （ ②水平面彎矩 ： 8 0 3 6 02 ???? （ ③合成彎矩 M 圖： 82 2222 ????? · （ （ 5）作轉(zhuǎn)矩 ?T N· 6）校核軸的強度： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。由文獻 [1， 15知，取 ，軸的計算應(yīng)力 3252232 ????????? 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 16 （ 選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻 [1]表 115? 可知， ? ? 601 ??? 此， ? ?1?? ?? 安全。 3 分度臺各部分強度的校核 承強度的校核 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命 16×365×8=48720 小時 ； 1、 計算輸入軸承 （ 1）已知 nⅡ =軸承徑向反力： 初先兩軸承為角接觸球軸承 7206 。 根據(jù)課本 11 得 軸 承 內(nèi) 部 軸 向 力 (2) ∵a= 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端 (3)計算當量載荷 據(jù)課本 （ 11 f P=據(jù)課本 11得 : P1=fP(1×)= P2=fp(1×)= (4)軸承壽命計算 ∵2 故取 P=∵ 角接觸球軸承 ε =3 動軸強度的校核 1、軸的特點 : 軸是組成機械的主要零件之二。一切作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件，都必須裝在軸上刁 ‘ 能進行運動及 時它又通過軸承和機架 聯(lián)接，由此形成 · 個以軸為基準的組合體一軸系部件。 2、 軸的種類 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 17 1、根據(jù)承受載荷的不同分為 : 1)轉(zhuǎn)軸 :定義既能承受彎矩又承受扭矩的軸 2)心軸 :定義 :只承受彎矩而不承受扭矩的軸 3)傳送軸 :定義 :只承受扭矩而不承受彎矩的軸 z、根據(jù)軸的外形，可以將直軸分為光軸和階梯軸 。 3、根據(jù)軸內(nèi)部狀況，又可以將 直軸分為實心軸和空。 4、 軸的設(shè)計重點 1、軸的設(shè)計 W 軸的工作能力設(shè)計。 主要進行軸的強度設(shè)計、剛度設(shè)計，對于轉(zhuǎn)速較高的軸還要進行振動穩(wěn)定性的計算。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 根據(jù)軸的功能，軸必須保證軸上零件的安裝固定和保證軸系在機 器中的支撐要求，同時應(yīng)具有良好的工藝性。 一 般的設(shè)計步驟為 : 選擇材料，初估軸徑，結(jié)構(gòu)設(shè)計，強度校核，必要時要進行剛度校核和穩(wěn)定性計算。 2、軸的材料 軸是主要的支承件，常采用機械性能較好的材料。常用材料包括 : 碳素鋼 :該類材料對應(yīng)力集中的敏感性較小，價格較低， 是軸類零件最常用的材料常用牌號有 :30、 35、 40、 45、 50。采用優(yōu)質(zhì)碳鋼時，一般應(yīng)進行熱處理以改善其性能。 可以選用 255 等普通碳鋼。合金鋼 :對于要求重載、高溫、結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕等使用場 合的軸， 可以選用合金綱合金鋼具有史好的機械性能和熱處理性能，但對應(yīng)力集中較敏感，價格也較高。設(shè)計中尤其要汁意從結(jié)構(gòu)上減小應(yīng)力集中，并提高其表面質(zhì)量。 鑄鐵 :對于形狀比較復(fù)雜的軸，可以選用球鑄鐵和高強度 。 鑄鐵。它們具有較好的加工性和吸振性，經(jīng)濟性好且 鑄造質(zhì)量不易保證 。 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 18 根據(jù)軸在工作中的作用，軸的結(jié)構(gòu)取決于 :軸在機器中的安裝位置和形式，軸上零件的類型和尺寸，載荷的性質(zhì)、大小、方向和分布狀況，軸的加工工藝等多個因素。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足 :軸上零件布置合理，從而軸受力合理有利于提高強度和剛度 ;軸和軸上零件必須有準確的工作位置 ;軸上零件裝拆調(diào)整方便 ;軸具有良好的加工工 藝性 ;節(jié)省材料等。 1)軸的毛坯一般采用圓鋼、鍛造或焊接獲得，由于鑄造品質(zhì)不易保證，較少選用鑄造毛坯。軸主要由三部分組成。軸上被支承，安裝軸承的部分稱為軸頸 ; 支承軸 上零件，安裝輪毅的部分稱為軸頭 ;聯(lián)結(jié)軸頭和軸頸的部分稱為軸身。軸頸上安裝滾動軸承時，直徑尺寸必須按滾動軸承的國標尺寸選擇，尺寸公差和表面粗糙度須按規(guī)定選擇 ;軸頭的尺寸要參考輪毅的尺寸進行選擇，軸身尺寸確定時應(yīng)盡量使軸頸與軸頭的過渡合理，避免截面尺寸變化過大，同時具有較好的工藝性。 2) 1、 分析所設(shè)計軸的工作狀況，擬定軸上零 件 的裝配方案和軸在機 器中的安裝情況。 2、 根據(jù)已知的軸上近似載荷，初估軸的直徑或根據(jù)經(jīng)驗確定軸的某徑向尺寸。 3、 根據(jù)軸上零件受力情況、安裝 、固定及裝配時對軸的表面要求等確定軸的徑向 (直徑 )尺寸。 4、 根據(jù)軸上零 件 的位置、配合長度、支承結(jié)構(gòu)和形式確定軸的軸向尺寸。 5、 考慮加工和裝配的工藝性，使軸的結(jié)構(gòu)更合理。 3)零件在軸上的安保證軸上零件可靠工作，需要在工作過程中有準確的位置，即零件在軸上必須有準確的定位和固定。零件在軸上的準確位置包括軸向和周向兩個方面 W 零件在軸上的軸向定位和固定常見的軸向定位和固定的方法采用軸肩、各種擋圈、套筒、圓螺母、錐端軸頭等的多種組合結(jié)構(gòu)。 軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩兩種。利用軸肩定位結(jié)構(gòu)簡單、可靠，但軸的直徑加 大，軸肩處出現(xiàn)應(yīng)力集中 ;軸肩過多也不利于加工。因此，定位軸肩多在不致過多地增加軸的階梯數(shù)和軸向力較大的清況下使用，定位軸肩的高濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 19 度一般取 3動軸承定位軸肩的高度需按照滾動軸承的安裝尺寸確定。非定位軸肩多是為了裝配合理方便和徑向尺寸過度時采用，軸肩高度無嚴格限制，一般取為 1 套筒定位可以避免軸肩定位引起的軸徑增大和應(yīng)力集中，但受到套筒長度和與軸的配合因素的影響，不宜用在使套筒過長和高速旋轉(zhuǎn)的場合。 擋圈的種類較多，且多為標準件，設(shè)計中需按照各種擋圈的用途和 l 國標來選用。 (1)從裝配來考慮 :應(yīng)合理的設(shè)計非定位軸肩，使軸上不同零件在安裝過程中盡量減少不必要的配合 ;為了裝配方便，軸端應(yīng)設(shè)計 45。的倒角 ;在裝鍵的軸段，應(yīng)使鍵槽靠近軸與輪毅先接觸的直徑變化處，便于在安裝時零件上的鍵槽與軸上的鍵容易對準采用過盈配合時，為了便于裝配，直徑變化可用錐面過渡等。 (2)從加工來考慮 :當軸的某段須磨削加工或有螺紋時，須設(shè)計砂輪越 程槽或退刀槽根據(jù)表面安裝零件的配合需要，合理確定表面粗糙度和加工方法 為改善軸的抗疲勞強度，減小軸徑變化處的應(yīng)力集中，應(yīng)適當增大其過渡圓角徑，但同時 要保證零件的可靠定位，過渡圓角半徑又必須小于與之相配的零件的圓角半徑或倒角尺寸。 軸的設(shè)計時應(yīng)考慮多方面因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結(jié)構(gòu)、強度和剛度。其中對于軸的強度校核尤為重要，通過校核來確定軸的設(shè)計是否能達到使用要求，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的完整設(shè)計。由此看來合理的進行軸的強度校核成為軸設(shè)計的主要內(nèi)容，同時也是評定軸的設(shè)計成敗得先決條件。校核結(jié)果如不滿足承載要求時，強度校核是對材料或設(shè)備的力學(xué)性能進行檢測并調(diào)節(jié)的一種方式，并且這種方式以不破壞材料或設(shè)備性能為一前提。 的強度校核 : 進行軸的強度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當?shù)剡x取其許用應(yīng)力。對于傳動軸應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強度條件計算。 濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 20 輪 強度校核 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強度 （ 1）接觸應(yīng)力的計算 由文獻 [4]表 395? 可知，齒面接觸應(yīng)力計算公式，即 22211 ???? ??（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 計算載荷系數(shù) 電動機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，由文獻 [4]表 25? 可知，取 1?平均分度圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm 平均分度圓圓周速度 00 0 00 0 11 ???