四工位專用機(jī)床（畢業(yè)設(shè)計(jì)）含CAD圖紙和說明書資料

四工位專用機(jī)床（畢業(yè)設(shè)計(jì)）含CAD圖紙和說明書資料,四工位,專用,機(jī)床,畢業(yè)設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,說明書,仿單,資料 1 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求(1) 刀具頂端離開工件表面65mm(圖1)，快速移動送進(jìn)60mm接近工件后，勻速送進(jìn)60 mm(前5mm為刀具接近工件時的切入量，工件孔深45mm，后10mm為刀具切出量)，然后快速返回?；爻毯凸ぷ餍谐痰钠骄俦?行程速度變化系數(shù))K2。(2) 刀具勻速進(jìn)給速度為2mm/s；工件裝、卸時間不超過10s(3) 生產(chǎn)率為每小時約75件。(4) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)裝入機(jī)體內(nèi)，機(jī)床外形尺寸見圖1。 (5) 傳動電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min，功率為1.5Kw。2 工藝動作分解及機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圈2.1 工藝動作分解本四工位專用機(jī)床主要有兩個執(zhí)行構(gòu)件回轉(zhuǎn)工作臺和主軸箱?；剞D(zhuǎn)工作臺作間歇轉(zhuǎn)動，主軸箱作來回移動。由生產(chǎn)率可求出一個運(yùn)動循環(huán)所需時間 ：刀具勻速送進(jìn)60mm所需時間，刀具其余移動內(nèi)（包括快速送進(jìn)60mm，快速返回120mm）共需18s?；剞D(zhuǎn)工作臺截止時間為36s，因此足夠工件的裝、卸所需時間。2.2 機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圈其機(jī)械運(yùn)動循環(huán)情況如表所示。表 機(jī)械運(yùn)動循環(huán)情況執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動情況刀具主軸箱工作行程返回行程刀具在工件外刀具在工件內(nèi)刀具在工件外回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位靜止轉(zhuǎn)位3 機(jī)構(gòu)選型和機(jī)械運(yùn)動方案的確定3.1 機(jī)構(gòu)選型四工位專用機(jī)床的主輪箱往復(fù)移動機(jī)構(gòu)和回傳工作臺間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)可由下表所列來選擇。表 四工位專用機(jī)床機(jī)構(gòu)的選擇情況刀具（主軸箱）圓柱凸輪機(jī)構(gòu)移動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪一連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)工件回轉(zhuǎn)工作臺間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)槽 輪 機(jī) 構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)3.2 機(jī)械運(yùn)動方案的確定根據(jù)表所列的機(jī)構(gòu)形態(tài)矩陣，可以組合成的四工位專用機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動方案有12種。不完全齒輪機(jī)構(gòu)沖擊性大，容易引起振動；凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)不易定位，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)都能夠?yàn)闄C(jī)構(gòu)；槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，又實(shí)現(xiàn)了工作臺的回轉(zhuǎn)定位，其沖擊性相對較小，所以工作臺的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用槽輪機(jī)構(gòu)。另外，由于兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間有嚴(yán)格的運(yùn)動關(guān)系，并且機(jī)床主軸箱有確定的運(yùn)動規(guī)律，所以主軸箱往復(fù)移動機(jī)構(gòu)選用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，容易保證主軸箱的運(yùn)動規(guī)律。 4 機(jī)械傳動系統(tǒng)速比和變速機(jī)構(gòu)11主驅(qū)動電機(jī)功率為1.5KW、轉(zhuǎn)速為1000rmin。由生產(chǎn)率要求，主軸箱移動機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)工作臺間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的主動件轉(zhuǎn)速為1.25rmin。因此機(jī)械傳動系統(tǒng)的總傳動比為：，其傳動系統(tǒng)采用四級：第一級V帶傳動（=4）、第二級用行星輪系傳動（=25）、第三級用直齒圓柱齒輪傳動（=4）、第四級采用直齒圓柱齒輪傳動（）。5 機(jī)械運(yùn)動方案簡圖主軸箱移動機(jī)構(gòu)采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)工作臺間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)采用槽輪機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖如下圖所示。圖 四工位機(jī)床機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖6 對機(jī)械傳動系統(tǒng)和各機(jī)構(gòu)的尺度計(jì)算6.1 計(jì)算各級傳動效率、轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩查表可得各種傳動的傳動效率6：帶傳動=0.97 齒輪傳動=0.98 滾動軸承=0.99 行星輪系=0.9046.1.1 傳動效率： 第一級傳動：第二級傳動：第三級傳動：第四級傳動：6.1.2 各軸轉(zhuǎn)速： 軸I：軸II：軸III：軸IV：6.1.3 輸出功率：軸I：軸II：軸III：軸IV：6.1.4 輸出轉(zhuǎn)矩： 軸I：軸II：軸III：軸IV：6.2 帶傳動設(shè)計(jì)1電機(jī)功率P=1.5KW，轉(zhuǎn)速n=1000r/min傳動比為=4。6.2.1 確定計(jì)算功率查表可得工作情況系數(shù)=1.1，故 =P=1.11.5KW=1.65KW6.2.2 選擇V帶的帶型根據(jù)、n選取A型。6.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v1) 粗選小帶輪的基準(zhǔn)直徑=75mm。2）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。6.2.4 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度1）粗定中心距=300mm。2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度選帶的基準(zhǔn)長度為=1250mm。3)計(jì)算實(shí)際中心距a6.2.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角6.2.6 計(jì)算帶的根數(shù)1）計(jì)算單根V帶的額定功率。由=75和n=1000r/min，查表得到=0.9576KW。根據(jù)n=1000r/min，=4和A型帶，查表得。查表得包角修正系數(shù)及V帶的長度系數(shù)=1.01，于是2） 計(jì)算V帶的根數(shù)z 取2根。6.2.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值查表得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kg/m，所以 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。6.2.8 計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為6.2.9 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大帶輪，安裝帶輪的軸的直徑為d=25mm。由，所以大帶輪采用孔板式。帶輪的寬度通過查手冊可得B=2f+e=210+15=35mm。，小帶輪直徑=100mm，電機(jī)軸軸徑d=20mm。采用腹板式結(jié)構(gòu)。寬度B=35mm。，6.3 齒輪傳動設(shè)計(jì)16.3.1 高速級齒輪傳動設(shè)計(jì)輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速n=10r/min，傳動比為=4。由于軸向力很小，可忽略不計(jì)，故采用直齒圓柱齒輪傳動。選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1）機(jī)床對轉(zhuǎn)位要求比較嚴(yán)格，精度較高，故選用6級精度（GB 10095-88）2）材料選擇。由手冊選小齒輪材料為40Cr（調(diào)制）硬度為280HBS，大齒輪 選用45鋼（調(diào)制）硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS 。3）初選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）試選取載荷系數(shù)。2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。3）查手冊選取齒寬系數(shù)：由于兩支承相對小齒輪做不對稱布置，故， 查手冊選取材料的彈性系數(shù)。4）按齒面硬度查手冊得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；。5）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：按照工作壽命15年（設(shè)每年工作300天），兩班制計(jì)算。 6）查手冊取接觸疲勞壽命系數(shù)；。7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 。 （2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。2） 計(jì)算圓周速度v。3）計(jì)算齒寬b。 4）計(jì)算齒寬與齒高之比。模數(shù) 齒高 5)計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)v=0.0057m/s,6級精度，由手冊查得動載系數(shù)。直齒輪，由手冊查得使用系數(shù).50；由手冊查得6級精度，小齒輪作懸臂布置，。由b/h=5.370，查手冊得6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑（3）計(jì)算模數(shù)。 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； 2） 查手冊得彎曲疲勞壽命系數(shù)；3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.44）計(jì)算載荷系數(shù)。5)查取齒形系數(shù)6)查取應(yīng)力校正系數(shù) 7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。 大齒輪的數(shù)值較大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度計(jì)算得的模數(shù)1.243并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值（取稍大點(diǎn)的值）m=2mm。 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 （2）計(jì)算分度圓直徑 （3）計(jì)算齒輪寬度 取，（4）齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸小齒輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu)大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)1）小齒輪（齒輪1）的尺寸z=20 =40mm m=2 d=25mm =30mm ha=ha*m=12=2mm hf=( ha*+c*)m=(1+0.25)2=2.5mm h=ha+hf=2+2.5=4.5mm da=d12ha=45.4mm df=d12hf=36.4mm p=m=6.28mms=m/2=3.142/2=3.14mme=m/2=3.142/2=3.14mmc=c*m=0.252=0.5mm2）大齒輪（齒輪2）的尺寸由軸可 得 z2=80 m=2 =25mm d=50mmha=ha*m=12=2mm hf=(10.5)2=2.5mm h=ha+hf=2+2.5=4.5mmda=d22ha=164mmdf=d12hf=155mm p=m=6.28mms=m/2=3.142/2=3.14mme=m/2=3.142/2=3.14mmc=c*m=0.252=0.5mm，取C=10mm6.3.2 軸III至軸IV的低速級齒輪傳動設(shè)計(jì)輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速n=2.5r/min，傳動比為=2。具體計(jì)算過程略。考慮到整體結(jié)構(gòu)尺寸以及軸上零件的互不干涉情況，定中心距為a=180mm，齒輪模數(shù)為m=2。所以齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示：小齒輪（齒輪3）：分度圓直徑為d=120mm。大齒輪（齒輪4）：分度圓直徑d=240mm。6.3.3 軸III至軸VI的低速級齒輪傳動設(shè)計(jì)輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速n=2.5r/min，傳動比為=2。具體計(jì)算過程略?？紤]到整體結(jié)構(gòu)尺寸以及軸上零件的互不干涉情況，定中心距為a=250mm，齒輪模數(shù)為m=2。所以齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示：小齒輪（齒輪5）：分度圓直徑d=169mm。大齒輪（齒輪6）分度圓直徑d=338mm。6.3.4 齒輪齒條傳動設(shè)計(jì)齒輪做成雙聯(lián)齒輪（齒輪22-66），模數(shù)為m=1，齒數(shù)分別為z1=22，z2=66。分度圓直徑d1=22mm，d2=66mm。其具體結(jié)構(gòu)尺寸如下所示：齒條一個齒條與圓柱凸輪機(jī)構(gòu)中的小凸輪相連，另外一齒條在主軸箱上，這里就不重復(fù)說明了。6.4 行星輪系傳動設(shè)計(jì)5/7輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，輸入轉(zhuǎn)矩，傳動比=25。6.4.1 輪系的選擇根據(jù)傳動比要求，選擇2K-H行星齒輪傳動。其傳動比范圍為150 ，最佳使用范圍為525。其傳動效率為0.904其傳動比計(jì)算公式為。由i=25確定各齒輪齒數(shù)為：。取模數(shù)m=2，各齒輪的分度圓直徑為：6.4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)（當(dāng)齒頂圓直徑時，做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪；當(dāng)齒頂圓直徑時，做成腹板式結(jié)構(gòu)）可得： 齒輪a分度圓直徑為34mm，做成實(shí)心結(jié)構(gòu)，材料為40Cr（調(diào)制），齒輪寬為B=30mm。結(jié)構(gòu)尺寸如下： 齒輪b齒頂圓直徑，做成腹板式結(jié)構(gòu)，齒輪材料選用45鋼（調(diào)制），各參數(shù)如下： 齒輪c和齒輪d做成雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr（調(diào)制），具體結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示： 行星架做成軸與連桿相連的形式，軸徑為20mm，其具體結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖：6.5 槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4由機(jī)床的整體安裝高度為850mm以及其他傳動的中心距可得槽輪機(jī)構(gòu)的中心距為a=150mm。由機(jī)床的運(yùn)動要求可知，槽輪的槽數(shù)Z=4，主動撥盤的圓銷數(shù)n=1。其具體結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示：6.5.1 撥盤：6.5.2 槽輪：6.6 圓柱凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)46.6.1 圓柱凸輪的參數(shù)：通常直動滾子從動件的圓柱凸輪的許用壓力角=25度-35度。過理論廓曲線上任意一點(diǎn)做法線nn, nn與y軸的夾角即為機(jī)構(gòu)的壓力角。因此基圓柱半徑必須滿足：半徑大于等于最大速度比上角速度與許用壓力角正弦的積。即公式另外大速度，可減小圓柱凸輪的行程，故在18a/b處兩齒輪的齒數(shù)比值為3，由此計(jì)算得出其半徑為95.44mm。由于圓柱凸輪的行程經(jīng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)擴(kuò)大了3倍，而主軸箱的總位移為120mm，所以圓柱凸輪的行程為40mm。經(jīng)過考慮取半徑為125mm，長度取80mm。6.6.2 主凸輪輪廓線及其運(yùn)動曲線快進(jìn)行程045度，五次多項(xiàng)式曲線；工進(jìn)行程45170度，一次多項(xiàng)式曲線170195度，五次多項(xiàng)式曲線；快回行程195292.5度，正弦加速度曲線；近休292.5360度。位移和輪廓線速度線（上圖）加速度線(上圖)6.6.3 滾子-齒條6.7 各級軸的設(shè)計(jì)16.7.1 軸I設(shè)計(jì)： 選擇軸的材料及其熱處理由于傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理. 估計(jì)軸徑按功率P=1.44KW,轉(zhuǎn)速為n=240r/min初估軸的直徑,查表得=103至126,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取=110則: Dmin=軸的最小直徑顯然是安裝行星齒輪的地方，即=20mm。 初選軸承軸選軸承為6006型深溝球軸承。根據(jù)軸承確定軸安裝軸承的直徑為:D=30mm即=30mm。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）各軸直徑的確定初估軸徑后,句可按軸上零件的安裝順序,從右端開始確定直徑.該軸軸段I安裝帶輪，直徑應(yīng)小于軸承的安裝直徑，故該段直徑為25mm。III段為軸肩，為了便于安裝軸承，取=36mm。2）各軸段長度的確定軸段I的長度為帶輪的寬度及帶輪和軸承之間定位用的套筒的長度之和，=45mm。II、IV段安裝軸承，軸承寬度為13mm，考慮到軸承的定位，長度應(yīng)略小于軸承的寬度，故=11mm。V段安裝齒輪和套筒，長度應(yīng)為齒輪寬度與套筒長度之和，=37mm。III段為軸肩，考慮到軸的總長度，所以定為=83mm。所以軸的總長度為187mm。3）軸上零件的周向固定為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸選用k6，齒輪與帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，（寬高長）分別為6625 GB1096-1979及鍵8728 GB1096-1979。4）.軸上倒角與圓角為保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為1mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為145。軸的強(qiáng)度校核1）做出軸的計(jì)算簡圖圖中,。經(jīng)過計(jì)算得，2）畫出彎矩圖3）畫出扭矩圖4）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)扭矩圖以及周單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得，因，故安全。6.7.2 軸II的設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)方法同軸I，具體過程不再重復(fù)。軸的各個數(shù)據(jù)如下：軸的最左端通過連桿與行星架H相連,往右依次安裝行星輪系中的齒輪b、軸承、高速級齒輪傳動中的小齒輪1。軸上零件的周向固定：為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸選用k6，連桿與齒輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為876 GB1096-1979及鍵8725 GB1096-1979。6.7.3 軸III的設(shè)計(jì)其具體尺寸如下圖所示：軸上零件的軸向固定：從左往右的第一段安裝齒輪3，選用普通A型平鍵，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為8718 GB1096-1979。第三段和第八段安裝軸承。第六段安裝齒輪2，選用普通A型平鍵，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為14918 GB1096-1979。最后一段安裝齒輪5，選用普通A型平鍵，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為8725 GB1096-19796.7.4 軸IV的設(shè)計(jì)軸上零件的周向固定：從左往右第三段安裝槽輪機(jī)構(gòu)中的撥盤，選用普通A型平鍵，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為12840 GB1096-1979。第六段安裝齒輪4, 選用普通A型平鍵，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為10818 GB1096-1979。6.7.5 軸V的設(shè)計(jì)軸上零件的周向固定：從左往右第三段安裝槽輪，選用普通A型平鍵，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為12818 GB1096-1979 。6.7.6 軸VI的設(shè)計(jì)軸上零件的周向固定：從左往右第一段安裝齒輪6，選用普通A型平鍵，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為8718 GB1096-1979。第五段安裝圓柱凸輪，選用普通A型平鍵，（寬b高h(yuǎn)長L）分別為14970 GB1096-1979。6.8 床身及主軸箱設(shè)計(jì)6.8.1 床身設(shè)計(jì) 根據(jù)各級傳動的中心距，配合機(jī)床整體的外形尺寸，將其垂直安裝在床身上，按照前面的方案簡圖，布置軸承的支撐位置，其具體機(jī)構(gòu)尺寸如下圖所示，這里主要說明一下，導(dǎo)軌為閉式雙三角形導(dǎo)軌，俯視圖上開的槽為主軸箱上的齒條安裝、運(yùn)動所需，前視圖上，導(dǎo)軌下方布置了四個肋板，加強(qiáng)床身的強(qiáng)度及剛度。另外從床身側(cè)壁上引出了一根軸，用以安裝好、齒輪齒條機(jī)構(gòu)中的雙聯(lián)齒輪22-66。從床身頂部安裝了以滑軌，用以支撐齒條的直線運(yùn)動。6.8.2 主軸箱設(shè)計(jì) 主軸箱上有專用電機(jī)，用以帶動刀具旋轉(zhuǎn)。電機(jī)帶動主軸箱中的一個大齒輪與三個小齒輪嚙合，使刀具旋轉(zhuǎn)。主軸箱上還有與導(dǎo)軌相配合的滑槽，滑槽頂部開有一小凹槽，減小摩擦，方便潤滑。其具體結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示：7 各機(jī)構(gòu)零件的三維建模7.1 軸I零件建模7.1.1 軸I建模8通過【圓柱】命令，指定矢量（Y軸），指定點(diǎn)為原定，輸入直徑25mm，高度45mm，創(chuàng)建圓柱體。用同樣的方法在前一段圓柱體的頂部圓心位置創(chuàng)建軸I尺寸的圓柱體，得到如下圖所示的模型： 鍵槽：在需要創(chuàng)建鍵槽的地方插入基準(zhǔn)平面，然后再基準(zhǔn)平面上用【鍵槽】創(chuàng)建鍵槽。選擇矩形鍵槽（圖a），接下來選擇放置的面，即剛剛插入的基準(zhǔn)平面，接受默認(rèn)邊，選擇一段圓柱作為水平參考，得到圖示的鍵槽參數(shù)輸入對話框（圖b），確定之后，選擇第四個【垂直】（圖c），用以定位鍵槽。選擇如圖所示的Y-Z平面（圖d）與鍵槽豎直中心用以確定鍵槽的水平位置，選擇X-Z平面用以確定鍵槽的前后位置，最終得到鍵槽。用同樣的方法得到另一個鍵槽。如下圖e所示： 圖a 圖b 圖c 圖d圖e 最后再經(jīng)過【倒斜角】，得到完整的軸。7.1.2 帶輪建模大帶輪 先按照帶輪的寬度創(chuàng)建一個圓柱體，在圓柱的端面上創(chuàng)建草圖，按照尺寸畫出兩個同心圓，進(jìn)行拉伸求差，得到端面上的凹槽；在凹槽底面插入基準(zhǔn)點(diǎn)，用【孔】命令創(chuàng)建孔，再通過【實(shí)例特征】中的【圓形陣列】，得到腹板上的孔；V帶槽的創(chuàng)建：在Y-Z平面上創(chuàng)建草圖，在帶輪的圓周面上相應(yīng)的位置畫出帶槽的截面形狀，退出草圖，進(jìn)行【掃略】，截面圖形選擇剛剛畫的草圖，引導(dǎo)線選擇帶輪圓柱底面的輪廓圓形，定位方式選擇矢量方向，指定矢量選擇底面圓形，確定后求差得到帶槽。經(jīng)過倒斜角、創(chuàng)建鍵槽后得到如圖所示的帶輪。小帶輪7.1.3 齒輪a建模9通過專用的齒輪插件進(jìn)行齒輪的創(chuàng)建。輸入具體的參數(shù)得到相應(yīng)的齒輪，再經(jīng)過腹板、孔及鍵槽的創(chuàng)建得到完整的齒輪。如圖： 7.1.4 鍵的建模 按照鍵的尺寸在草圖上畫出其輪廓圖，退出草圖，進(jìn)行拉伸，得到鍵。 7.2 軸II零件建模7.2.1 軸II建模7.2.2 齒輪c-d建模7.2.3 齒輪1建模7.2.4 連桿、行星架建模 7.3 軸III零件建模7.3.1 軸III建模7.3.2 齒輪建模 齒輪2 齒輪3 齒輪57.4 軸IV零件建模7.4.1 軸IV建模7.4.2 齒輪建模7.4.3 槽輪撥盤建模7.5 軸V零件建模7.5.1 軸V建模7.5.2 槽輪建模7.6 軸VI零件建模7.6.1 軸VI建模7.6.2 齒輪建模7.6.3 圓柱凸輪建模7.7床身級其他零件建模7.7.1 床身建模7.7.2 主軸箱建模7.7.3 齒輪齒條建模 7.7.4 工作臺建模7.7.5 其他零件建模 電機(jī) V 帶 主軸刀具，專用電機(jī)等8 裝配8.1 軸I裝配8.1.1 帶輪及鍵的裝配鍵的裝配打開UGNX 5.0，新建一個裝配文件z-zhou 1，一絕對原點(diǎn)的方式添加軸I，然后開始裝配軸上的零件。用【添加組件】命令，添加鍵1，定位方式選擇配對，選擇鍵的底面和鍵槽的底面配對，然后將建的側(cè)面與鍵槽相對應(yīng)的側(cè)面以及鍵的圓柱面與鍵槽對應(yīng)的圓柱面進(jìn)行配對，最后得到鍵的裝配模型如圖a所示。圖 a帶輪的裝配以配對的方式添加帶輪，配對條件依次為：配對：帶輪的輪轂的圓柱面-安裝帶輪的軸圓柱面配對：帶輪鍵槽的側(cè)面-鍵上相應(yīng)的側(cè)面距離：帶輪的外端面-軸的端面，距離為2mm如圖所示b：圖 b8.1.2 齒輪及鍵的裝配一配對的方式添加齒輪及鍵，鍵2的裝配方法如上所示。齒輪的配對條件如下：配對：齒輪的軸孔圓柱面-軸上相應(yīng)的圓柱面 配對：鍵槽的側(cè)面-鍵的側(cè)面距離：齒輪的端面-軸的端面如下圖c所示：圖 c8.1.3 軸承的裝配添加軸承6006，將軸承孔的圓柱面與軸上相應(yīng)的圓柱面及軸承端面與軸肩的端面進(jìn)行配對。最終得到軸I的總的裝配模型，如圖d所示：圖 d8.2 軸II裝配 軸II上的零件有：連桿、行星架、齒輪c-d、齒輪1、2個軸承6007、鍵8.3 軸III裝配軸III上的零件有：齒輪2、齒輪3、齒輪5、兩個軸承6008、鍵3、鍵10。8.4 軸IV裝配軸IV上的零件有：槽輪撥盤、齒輪4、兩個軸承6006、鍵6、鍵7。8.5 軸V裝配軸V上的零件有：槽輪、兩個軸承6006、鍵8。8.6 軸VI裝配軸VI上的零件有：齒輪6、圓柱凸輪、兩個軸承6007、鍵4、鍵9。8.7 整體裝配透明顯示：9 運(yùn)動仿真3將裝配好的機(jī)床模型進(jìn)行運(yùn)動仿真。單擊【開始】按鈕，選擇【運(yùn)動仿真】，進(jìn)入仿真模塊。右擊【運(yùn)動導(dǎo)航器】上的裝配文件名，選擇【新建仿真】，在彈出的環(huán)境對話框中選擇【動力學(xué)】，單擊【確定】。然后再彈出的【機(jī)構(gòu)運(yùn)動副向?qū)А繉υ捒蛑袉螕簟痉瘛堪粹o，自己添加連桿。9.1 添加連桿單擊【插入】，選擇【連桿】，進(jìn)行連桿添加。將床身、傳動電機(jī)、齒輪b、和所有軸承設(shè)為固定連桿L001；電機(jī)軸、小帶輪設(shè)為連桿L002；大帶輪、軸I及鍵、齒輪a設(shè)為連桿3；將行星架、連桿、軸II及鍵、齒輪1設(shè)為連桿L004；將齒輪c-d設(shè)為連桿L005；將軸III及鍵、齒輪2、齒輪3、齒輪5設(shè)為連桿L006；將軸IV及鍵、槽輪撥盤、齒輪4設(shè)為連桿L007；將軸V及鍵、槽輪、工作臺設(shè)為連桿L008；將軸VI及鍵、齒輪6、圓柱凸輪設(shè)為連桿L009；將齒條-滾子設(shè)為連桿L010；將齒輪22-66設(shè)為連桿L011；將主軸箱及專用電機(jī)設(shè)為連桿L012；將專用電機(jī)軸及上的齒輪設(shè)為連桿L013；將三組刀具、刀柄及其上的齒輪分別設(shè)為連桿L014、L015、L016；9.2 添加運(yùn)動副9.1.1 旋轉(zhuǎn)副選擇【插入】/【運(yùn)動副】，在L001的電機(jī)與電機(jī)軸之間加旋轉(zhuǎn)副，第一個連桿選擇小帶輪輪廓邊緣的圓周，這樣就完成了“選擇連桿”（L002）、“指定原點(diǎn)”（圓心）、“指定方位”（圓所在平面的法線）三個步驟。第二個連桿選擇床身，單擊【應(yīng)用】按鈕，完成旋轉(zhuǎn)副J002的添加。同樣的方法添加后面的旋轉(zhuǎn)副。9.1.2 滑動副選擇【插入】/【運(yùn)動副】，在導(dǎo)軌與主軸箱之間添加滑動副。第一個連桿選擇導(dǎo)軌的一個橫向棱邊，這樣就完成了“選擇連桿”（導(dǎo)軌）、“指定原點(diǎn)”（鼠標(biāo)位置點(diǎn)）、“指定方位”（導(dǎo)軌棱邊方向）三個步驟。第二個連桿選擇主軸箱，單擊應(yīng)用按鈕就完成了滑動副的添加。同樣的方法在兩個齒條與床身之間添加兩個滑動副。9.1.3 齒輪副 選擇【齒輪副】，在帶傳動及各組齒輪傳動上添加齒輪副。選擇齒輪傳動中的另個齒輪各自的旋轉(zhuǎn)副，輸入相應(yīng)的傳動比，單擊確定，完成齒輪副的添加。9.1.4 3D接觸器在槽輪機(jī)構(gòu)、圓柱凸輪機(jī)構(gòu)之間添加碰撞。右擊【運(yùn)動導(dǎo)航器】上的仿真項(xiàng)目motion-1，選擇【新建連接器】/【3D接觸】，在彈出的【3D接觸】對話框中輸入數(shù)值（如圖）。在【接觸體】中分別選擇滾子和凸輪，在二者之間添加碰撞。9.3 設(shè)置運(yùn)動右擊電機(jī)與電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)副J002，選擇【編輯】，在驅(qū)動類型中選擇【恒定】，在初速度中填寫電機(jī)轉(zhuǎn)速6000（）。同樣的方法給專用電機(jī)設(shè)置驅(qū)動。9.4 運(yùn)動規(guī)律仿真 右擊【運(yùn)動導(dǎo)航器】上的仿真項(xiàng)目motion-1，選擇新【建解算方案】，在彈出的對話框中，時間設(shè)置為48s，步數(shù)設(shè)置為100,單擊【確定】。右擊【運(yùn)動導(dǎo)航器】上新建立的解算方案Solution-1，選擇【求解】，進(jìn)行仿真計(jì)算。計(jì)算完成后，選擇【動畫】，進(jìn)行動畫查看。10 仿真結(jié)果與分析針對仿真結(jié)果，主要做以下兩方面的分析：10.1 主軸箱運(yùn)動分析題目對主軸箱的運(yùn)動要求為： 刀具頂端離開工件表面65mm(圖1)，快速移動送進(jìn)60mm接近工件后，勻速送進(jìn)60 mm(前5mm為刀具接近工件時的切入量，工件孔深45mm，后10mm為刀具切出量)，然后快速返回。回程和工作行程的平均速比(行程速度變化系數(shù))K2。 刀具勻速進(jìn)給速度為2mm/s。10.1.1 主軸箱位移圖從圖中可以看出，主軸箱的位移為120mm。主軸箱從圖中標(biāo)記位置開始快速送進(jìn)60mm，位移曲線為一段拋物線AB;然后主軸箱勻速送進(jìn)60mm，位移曲線為一段近似的直線BC；接下來主軸箱快速后退，位移曲線為一段拋物線CDA。從圖中結(jié)果可以得出，設(shè)計(jì)結(jié)果基本滿足要求。10.1.2 主軸箱速度圖 從圖中可以看出，主軸箱從圖中標(biāo)記位置開始，先快速向右移動60mm后以2mm/s的速度向右移動，所以速度曲線如圖所示先為近似的一條加速直線，然后逐漸減速，為一條減速直線，當(dāng)速度減小到2mm/s的時候保持勻速運(yùn)動，如圖中速度波動不大的一條曲線。最后，主軸箱快速后退120mm，速度先升高后降低，速度曲線如圖所示。速度基本滿足設(shè)計(jì)要求。10.1.3 主軸箱加速度圖10.2 工作臺運(yùn)動分析對工作臺的要求是：主軸箱每來回移動一次，工作臺回轉(zhuǎn)90。并且工作臺的轉(zhuǎn)動與主軸箱的移動不發(fā)生干涉。工作臺的角度位移圖：從圖中可以看出，工作臺在主軸箱每一個運(yùn)動周期內(nèi)，只回轉(zhuǎn)一次90。與主軸箱的位移圖進(jìn)行對比，兩者之間并沒有發(fā)生干涉，滿足要求。通過運(yùn)動仿真及其結(jié)果可以看出此次設(shè)計(jì)基本滿足要求。機(jī)床的整體及各部分尺寸在給定范圍內(nèi)；通過裝配，未發(fā)現(xiàn)零件之間有干涉情況；機(jī)床的各個機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動關(guān)系達(dá)到運(yùn)動規(guī)律的要求。符合設(shè)計(jì)要求，此次設(shè)計(jì)是成功的！參 考 文 獻(xiàn)1 紀(jì)名剛等.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.2006年 北京 高等教育出版社2 馮辛安等.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).2009年 北京 機(jī)械工業(yè)出版社3 張晉西等.機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真基礎(chǔ)及實(shí)例.2009年 北京 清華大學(xué)出版社4 孫恒等.機(jī)械原理.2006年 北京 高等教育出版社5 齒輪手冊編委會.齒輪手冊.2000年 北京 機(jī)械工業(yè)出版社6 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.2004年 北京 機(jī)械工業(yè)出版社7 曹艷麗.NGW-S行星齒輪減速器CAD系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文 20038 張勛.基于UG的軸類零件特征建模方法研究.蘭州理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 20069 張榮榮.微型齒輪齒廓設(shè)計(jì)方法研究.南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 200610 金宛如.基于UG的汽車天窗設(shè)計(jì)和開發(fā).哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 200511 劉曉潔.齒輪傳動系統(tǒng)的快速設(shè)計(jì).太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 200661