CA6140車床主傳動(dòng)系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)三維建模及動(dòng)態(tài)演示

1、摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品趨精密、復(fù)雜，改型也益頻繁，對(duì)機(jī)床的性能、精度、自動(dòng)化程度等提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的重要技術(shù)措施之一，不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能改善工人的勞動(dòng)條件。為此，許多企采用自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專用機(jī)床組成自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線。但是，采用這種自動(dòng)、高效的設(shè)備，需要很大的初期投資以及較長的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件（如汽車、拖拉機(jī)、家用電器等工業(yè)主要零件的生產(chǎn)）下、才會(huì)有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。車床變速操縱機(jī)構(gòu)是車床主傳動(dòng)系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)中最重要的一個(gè)，其作用是根據(jù)工件加工工藝的要求，通過旋轉(zhuǎn)變速操縱機(jī)構(gòu)

2、的操作手柄來得到滿足當(dāng)前加工工藝的速度。近年來，隨著時(shí)代技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)的要求越來越高。眾多車床設(shè)計(jì)工程師在改進(jìn)車床變速操縱機(jī)構(gòu)性能的研究中傾注了大量的心血，車床變速箱操縱機(jī)構(gòu)加工技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。車床變速箱操縱機(jī)構(gòu)的零件質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到其他等零件的相互位置準(zhǔn)確性及整個(gè)車床主軸箱體使用的靈活性和壽命。本論文主要論述車床主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)，利用PRO/E軟件，針對(duì)CA6140普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，利用三維軟件繪制三維裝配圖，和二維工程圖，這樣更加有利于加深對(duì)CA6140普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的了解以及使學(xué)生們運(yùn)用三維

3、，二維設(shè)計(jì)軟件的熟練程度更一步加強(qiáng)，為將來的工作和研究做準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞：機(jī)床，主傳動(dòng)系統(tǒng)，操縱機(jī)構(gòu)，三維 ABSTRACTEnable producing the target in process of production (such as raw materials, the blank, parts and so on ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment etc. and call it the craft course

4、. In the course of making the craft , is it confirm every erector various processes of positioning, clamping scheme and the process step of the process, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft a

5、nd speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process .This paper analyzes China's domestic and foreign institutions fried tea machine statu

6、s, the prospect of the future to design a new type of small fried tea institutions. The machine body is small fry tea barrel by the rubbing, rubbing plates, pressure devices, gear box and electric motor. Bevel gear reducer and the link with Rotary, mainly rely on three rotating rod, so that kneading

7、 the bucket on the relative eccentricity of the fixed plate for rotary movement, tea, rub it in the barrel by the pressure plate cover and a fixed role on the edge of bone the rolling, until the completion of rolling operations. The rub is located in the bottom of the cone on the lid with edge of bo

8、ne, so the barrel to ensure that the lower part of the normal kneading kneading tea is also a barrel on the upper part of the tea rubbing the implementation of rolling, kneading tea effectively improve efficiency, make more tea rub uniform, which can improve the quality and level of tea. The differe

9、nce between the rolling machine is mainly reflected in the processing advantages: First, reduce the labor intensity of farmers, improve work efficiency; second strips rolled the high breakage rate of leaf cells moderately stable and reliable quality.KEY WORDS：virtual auditory, kneading, neural netwo

10、rk目 錄第一章 緒論5 1.1課題研究的背景6 1.2選題的意義6 1.3 CA6140臥式車床簡(jiǎn)介7 1.3.1 CA6140臥式車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的組成7第二章 CA6140臥式普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8 2.1 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算8 2.2 傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算9 2.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算9第三章主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)中主要零件強(qiáng)度的校核 10 3.1 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核11 3.2傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核12第四章 主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)中主要零件的三維建模 14 4.1盤型凸輪的三維建模16 4.2傳動(dòng)鏈輪的三維建模16 4.3曲柄的三維建模18 4.4花鍵軸的三維建模18 4.5撥叉的

11、三維建模19 4.6操縱機(jī)構(gòu)的三維建模20參考文獻(xiàn)21致 謝22畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)23緒論1.1課題研究的背景  機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展速度是很快的。由原先的只為滿足加工成形而要求刀具與工件間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系和零件的一定強(qiáng)度和剛度，發(fā)展至今的高度科學(xué)技術(shù)成果綜合應(yīng)用的現(xiàn)代機(jī)床的設(shè)計(jì)，也包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的應(yīng)用。但目前機(jī)床主軸變速箱的設(shè)計(jì)還是以經(jīng)驗(yàn)或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)（經(jīng)驗(yàn)）設(shè)計(jì)方法。因此，探索科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)地分析的處理經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)和資料，既能提高機(jī)床設(shè)計(jì)和制造水平，也將促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)代化。  隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品趨精密、復(fù)雜，改型也益頻繁，對(duì)機(jī)床的性能、

12、精度、自動(dòng)化程度等提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的重要技術(shù)措施之一，不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能改善工人的勞動(dòng)條件。為此，許多企采用自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專用機(jī)床組成自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線。但是，采用這種自動(dòng)、高效的設(shè)備，需要很大的初期投資以及較長的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件（如汽車、拖拉機(jī)、家用電器等工業(yè)主要零件的生產(chǎn)）下、才會(huì)有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2選題意義  畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，也是學(xué)校對(duì)我們所掌握的知識(shí)的一次綜合評(píng)審。旨在培養(yǎng)我們的設(shè)計(jì)實(shí)踐能力和工作能力。利用所掌握的基本設(shè)計(jì)理論知識(shí)完成

13、一次較全面的設(shè)計(jì)。因此在設(shè)計(jì)過程中，我們應(yīng)該嚴(yán)格要求自己，客觀實(shí)在的分析各個(gè)階段的數(shù)據(jù)計(jì)算。按照指導(dǎo)教師的計(jì)劃要求，完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題包含主要零件加工和典型夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定幾方面的內(nèi)容。其目的是：  （1）具體應(yīng)用、鞏固加深和擴(kuò)大本課題及有關(guān)所修課程的理論知識(shí)，生產(chǎn)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力，為以后的就業(yè)工作能力打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。  （2）通過擬定設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)方案，結(jié)合生產(chǎn)和使用條件，獨(dú)立完成機(jī)械零件夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，并全面考慮涉及內(nèi)容及過程，熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，如有關(guān)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)規(guī)范等，加深對(duì)機(jī)械夾具設(shè)計(jì)及制造的總體認(rèn)識(shí)

14、，培養(yǎng)我們?nèi)婵紤]工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力。1.3 CA6140臥式車床簡(jiǎn)介 CA6140型車床是我國自行設(shè)計(jì)的臥式車床,其外型結(jié)構(gòu)由床身、主軸箱、變換齒輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、滑板和床鞍、刀架、尾座及冷卻、照明等部分組成。CA6140型車床通用性強(qiáng)，加工范圍廣，適用于加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，例如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)表面，加工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，還能進(jìn)行鉆孔、鉸孔、滾花等工作。CA6140型臥式車床的萬能性較大，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜而且自動(dòng)化程度低，在加工形狀比較復(fù)雜的工件時(shí)，換刀較麻煩，加工過程中的輔助時(shí)間較多，所以適合于單件、小

15、批生產(chǎn)及修理車間。作為主要的車削加工機(jī)床，CA6140機(jī)床廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中，針對(duì)CA6140機(jī)床的主軸箱進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有機(jī)床主要參數(shù)的確定，傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定，對(duì)主要零件進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算，利用三維畫圖軟件進(jìn)行了零件的設(shè)計(jì)和處理。  CA6140型臥式車床工藝范圍廣,能完成多種加工工序,進(jìn)行各種車削工作,加工軸類、套筒類和盤類的回轉(zhuǎn)表面，如車削內(nèi)外圓柱面，圓錐面，環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)面，車削端面及各種常用螺紋（主要有：公制（有稱米制）、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種），還可以進(jìn)行擴(kuò)孔、鉆孔、鉸孔和滾花等工作。車床主軸三支承均用滾動(dòng)軸承，進(jìn)給系統(tǒng)用雙軸滑移公用齒輪機(jī)構(gòu)；縱

16、向與橫進(jìn)給由十字手柄操作，并附有快速電動(dòng)機(jī)。該機(jī)床剛性好，功率大，操作方便。 1.3.1 CA6140臥式車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 一般常規(guī)的臥式車床基本上都是由：主軸箱 、刀架、尾座、右床腿、光桿、絲杠、溜班箱、左床腿、進(jìn)給箱、掛論變速機(jī)構(gòu)組成，其結(jié)構(gòu)參考圖如下： CA6140主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如下： 2.1 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(1)傳動(dòng)名義功率P_=0.5kW(2)假定主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1=350rmin，從動(dòng)鏈輪 =350rmin(3)中心距a=307mm左右求設(shè)計(jì)功率P=K0 Pm=0.4×2= 0.8Kw，式中Ko為載荷修正系數(shù)由設(shè)計(jì)功率0.8Kw 和n =1500

17、rmin，查得節(jié)距P =9.525mm（1）選擇小鏈輪齒數(shù) 由小鏈輪轉(zhuǎn)速n=350r/min，查表得小鏈輪最小許用齒數(shù) Z1=12，則大鏈輪齒數(shù) Z2= i Z1，其中i=1，所以大小鏈輪齒數(shù)相等。（2）確定鏈輪基圓直徑dI=42.736mmd2= =42.736mm（3）確定滾子鏈的節(jié)線長度L，L= 2acos +(d2+d1 )2+( d2-d1)180式中： =sin-1 (d2-d1)/2a =0218；126 (以a=100mm代入) 則L =150.54 選擇最接近計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn) 節(jié)線長(見表4)L=160.20mm；2.2 傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1初步計(jì)算（1）材料選擇 因傳動(dòng)尺寸已經(jīng)

18、在圖紙上面有注明，批量較小，故齒輪用45#(調(diào)質(zhì)），硬度241HB286HB，平均取為280HB,選齒輪精度為7級(jí)。由文獻(xiàn)2表可知， （3.14）式中，齒頂高系數(shù)，。取小齒輪齒數(shù)， （3.15） 取大齒輪齒數(shù)。（3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （3.16）（4）齒輪分度圓的直徑 mm （3.17） mm （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑由文獻(xiàn)3表可知，齒頂高mm （3.20）齒頂圓直徑mm （3.21）mm （3.22）齒根高mm （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24） mm （3.25）（7）齒寬由文獻(xiàn)2表可知， mm （3.26）（8）節(jié)圓周速度 m/s （3.27）其他齒輪的計(jì)算后

19、的結(jié)果圖紙上面已經(jīng)有注明。（1）初步確定軸的直徑mm （3.32）根據(jù)工作條件，取mm（2）傳動(dòng)軸受力分析N （3.33） N （3.34） N （3.35）2.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算圖4.1 傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖 （3）繪制傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖所示，求支座反力垂直面支反力：由，得： （3.36） 由，得： N （3.37）水平面支反力：由，得： （3.38） N由，得： N （3.39） （4）作彎矩圖：垂直面彎矩圖：C點(diǎn) N·mm （3.40）水平面彎矩圖：C點(diǎn) N·mm （3.41）合成彎矩圖：C點(diǎn)N·mm （3.42） （5）作轉(zhuǎn)矩T圖： N·mm

20、（6）校核軸的強(qiáng)度：按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)1，15-5可知，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 MPa （3.43）選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)1表可知，MPa。因此，故安全。（7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。截面V左側(cè)抗彎截面系數(shù) mm （3.44）抗扭截面系數(shù) mm （3.45）截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa （3.46）截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲

21、應(yīng) Mpa （3.47） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48）軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)1表可知，MPa，MPa，MPa。由文獻(xiàn)1 附表可知，用插入法求出 ，軸按精車加工，由文獻(xiàn)1 附圖可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，固得綜合系數(shù)為 （3.49） 由文獻(xiàn)1 §，§可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） （3.51） （3.52）故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。截面V右側(cè)抗彎截面系數(shù) mm抗扭截面系數(shù) mm截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按文獻(xiàn)1附表查取。因， ，又由文獻(xiàn)1附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ，故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)1，附為 （3.53） 由文獻(xiàn)1附圖可得軸的截面形狀系數(shù)為由文獻(xiàn)1附圖可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。3.1 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核根據(jù)以上工況可知：力： 徑向力：求垂直面的支反力計(jì)算垂直彎矩：求水平面的支承