CA6140床頭箱設計

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1、課程設計說明書 課程名稱： 現(xiàn)代設計方向課程設計 目：CA6140車床箱體設計、分析、優(yōu)化、仿真 機械工程學院（系）機械設計專業(yè) 班 級： 機自0806 學 號： 0401080625 學生姓名： 文U體歡 指導教師： 何雪明 2011年9月 《現(xiàn)代機械CAD》課程設計任務書 一 .設計目的和要求 《現(xiàn)代機械CAD》課程設計是機械設計專業(yè)方向課程中實踐性較強、綜 合性突出的重要教學環(huán)節(jié)，使該專業(yè)方向的學生在校期間最后一次（除畢業(yè) 設計外）進行的較長時間、較系統(tǒng)、較全面的工程設計能力訓練，在實現(xiàn)學 生總體培養(yǎng)目標中占有特別重要的地位。對于樹立學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學 生設計的

2、系統(tǒng)性、可靠性、完整性意識，激發(fā)學生用依據(jù)理論結合計算機技 術解決工程實踐問題的興趣，加深同學對課程所學內容的綜合理解和掌握具 有舉足輕重的作用和十分重要的意義。 本教學環(huán)節(jié)的實施目的是： 1、通過課程設計實踐，樹立正確的現(xiàn)代的機械設計思想，培養(yǎng)綜合運用 《機械設計》、《現(xiàn)代設計方法學》、《自動機械設計》課程和《計算機輔助設 計/輔助分析/輔助制造（CAD/CAE/CAM）》、《有限元分析》、《優(yōu)化設計》、 《可靠性設計》等其他先修課程的理論與生產實踐知識來分析和解決用計算 技術對現(xiàn)代機械的進行完整設計所涉問題的能力。 2、學習用計算機技術進行現(xiàn)代機械設計的一般方法，掌握計算機輔助現(xiàn) 代

3、機械設計的一般規(guī)律和所需技術和軟件。 3、用計算機進行現(xiàn)代機械設計基本技能的訓練：例如計算（Matlab）、 分析（UG/Scinari。、有限元分析、機構運動分析、結構分析和參數(shù)化設計模 塊）、修正、繪圖（UG/Drafting/ Assembly/Free Form） x查閱資料和手冊、運 用標準和規(guī)范。 4、有條件的話，可熟悉現(xiàn)代設計中涉及的計算機技術（計算機輔助制造 UG/Manufacturing)和其他流行 CAD 軟件(ANSYS. ADAMS、Pro/E)的使 用操作，全面掌握現(xiàn)代計算機輔助機械設計的全過程。 課程設計教學的基本要求是： 1、能從機器功能要求出發(fā)，制定

4、或分析設計方案，合理的選擇電動機、 傳動機構和零件。 2、能按機器的工作狀況用Matlab分析和計算作用在零件的載荷，合理選 擇零件材料，正確計算零件主要參數(shù)及尺寸。 3、能考慮制造工藝、安裝與調整、使用與維護、經濟性和安全性等問題, 對機器和零件進行結構設計。 4、繪圖表達設計結果，圖樣符合國家制圖標準，尺寸及公差標注完整、 正確，技術要求合理、全面。 5、掌握使用計算機進行設計計算和使用計算機進行結構設計并繪制裝配 圖(UG/Assembling) > 零件圖(UG/Drafting)的方法。 6、進行有限元分析(UG/MastcrFEM+或ANSYS)、機械運動動態(tài)分析 (U

5、G/Motion 或 ADAMS)或和機械結構分析(UG/Structurcs 或 ADAMS)并 對整個裝置進行針對性分析并取得合理的改進。 二、設計學時和學分 學時：3周 學分：1.5 三、設計的主要內容 課程設計題目常以一般用途的機械裝置為主，也可以做其他設計題目，其他 工作量相當于C6140機床的主傳動部分設計。 每個學生應相對獨立完成：確定機器或傳動裝置的總體方案，選定電動機和 傳動機構，并完成其運動學計算；進行傳動零件以及軸、軸承、鍵聯(lián)接、聯(lián)軸 器的設計計算，選擇有關零、部件的規(guī)格；結合設計計算，穿插進行主要零件 的結構設計；用繪圖機器或傳動裝置的總體結構設計并綜合考慮

6、其潤滑與密封 等問題；進行軸的精確校核計算；用計算機繪圖軟件（Ug或Pro/E）繪制正式 裝配圖和零件圖；用有限元分析模塊（UG/Motion或ADAMS）和機械結構分 析模塊（UG/Structurcs或ADAMS）對整個裝置進行分析并取得合理的改進，整 理、撰寫設計說明書；總結設計，準缶答辯內容。 設計題目可僅給機器所需實現(xiàn)的功能，由學生自行設計傳動方案；亦可給定 傳動方案，由學生分析后進行設計。學生應提交的設計成果包括： 1 .機器或部件正式計算機裝配圖1張（UG/Assembly）, A0圖紙。 2 .零件工作圖3張（UG/Drafting）, A2、A3或A4圖紙。通常為關鍵軸

7、、關鍵 零件工作圖。 3 .有限元分析效果圖1張（UG/Master FEM+） 4 .設計計算說明書一份，說明書應包括：確定裝置總體方案，運動學、動力學 計算（Matlab程序），關鍵零件的設計計算，軸、軸承、鍵聯(lián)接的校核計算（Matlab 程序）等內容。 四、設計的進行方式 由指導老師給出設計課題，學生在規(guī)定時間內。在規(guī)定的地點由教師指導獨 立完成設計。 五.設計時間安排 按以下進程安排4周，共20天設計周期： （1）方案設計（含選電動機、傳動裝置的運動學、動力學計算）（2天）； （2）傳動件設計（0.5-1天）； （3）裝配草圖設計（45天）； （4）裝配工作圖設計（

8、3、5-4、5天）; （5）零件工作圖設計（（）、5天）； （6）有限元分析效果（3天）; （7）機械運動動態(tài)分析圖（1、5-2天）； （8）機械結構分析圖（1、5-2）; （9）某個零部件的修正圖（0、5-1天）； （10） 編寫設計計算說明書（1-2天）； （11） 答辯（1天）。 設計過程中安排一次機床或成熟機械裝置裝拆試驗和觀摩模型實物展覽 室，進一步增強學生的感性認識；安排16-24學時集中講課，講解各軟件及其模 塊的使用要點；其他時間采取集體輔導與個別指導相結合的指導方式。 其中講課、輔導穿插在各階段進行。 目錄 第一章機床的規(guī)格和用途 6 第二章 機床主要

9、參數(shù)的確定 6-7 第三章傳動方案和傳動系統(tǒng)圖 7-1（） 第四章主要設計零件的計算和驗算 10-21 第五章運動仿真及有限元分析 21-27 第六章操縱機構、制動機構及潤滑、調整的明 27-3() 第七章設計優(yōu)缺點和設計體會 3() 第八章參考資料編目 30-31 第一章 機床的規(guī)格和用途 CA6140機床可進行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。 主軸三支撐均采用滾動軸承；進給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機構；縱向與 橫向進給由十字手柄操縱，并附有快速電機。該機床剛性好、功率大、操作方 便。 第二章主要技術參數(shù) 工件最大回轉直徑： 在床面上 4

10、00毫米 在床鞍上 210毫米 工件最大長度(四種規(guī)格) 750、100()、1500、2000亳米 主軸孔徑 48毫米 主軸前端孔錐度 400毫米 主軸轉速范圍: 正傳（24級） 10740（）轉/分 反傳（12級） 147580轉/分 加工螺紋范圍： 公制（44種） 1792毫米 英制（20種） 2“24牙/英寸 模數(shù)（39種） 0.25?48毫米 徑節(jié)（37種） 1?96徑節(jié) 進給量范圍： J細化0.028?0.054毫米/轉 縱向（64種） I■正常0.087.59毫米/轉 加大1.71-6.33毫米/轉 細化0.014~0.027毫米/轉 橫向（

11、64種） 正常0.04?0.79亳米/轉 加大（）.86?3.16亳米/轉 刀架快速移動速度: 縱向 4米/分 橫向 4米/分 主電機: 功率 7.5千瓦 轉速 145（）轉/分 快速電機: 功率 370瓦 轉速 2600轉/分 冷卻泵： 功率 9()瓦 流量 25升/分 工件最大長度為1000毫米的機床： 外形尺寸(長X寬X高) 2668X1000 XI 19()毫米 重量約 2000公斤 第三章傳動方案和傳動系統(tǒng)圖 1 .確定極限轉速 已知主軸最低轉速nmin為10mm/s,最高轉速tlmax為1400mm/s,轉速調整范圍為 Rii=n.max

12、/nmin= 14 2 .確定公比 選定主軸轉速數(shù)列的公比為y=L12 3 .求出主軸轉速級數(shù)Z Z=lgRii/lgcp+l= lgl4/lgl.12+1=24 4 .確定結構網(wǎng)或結構式 24=2X3X2X2 5 .繪制轉速圖 (0選定電動機 一般金屬切削機床的驅動，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異 步電動機。Y系列電動機高效、節(jié)能、起動轉矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。根據(jù) 機床所需功率選擇Y160M4,其同步轉速為1500r/mino (2)分配總降速傳動比 總降速傳動比為Un=nmin/nd=l()/1500 = 6.67Xl()7,nm

13、in為主軸最低轉速，考慮是否需 要增加定比傳動副，以使轉速數(shù)列符合標準或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔 總降速傳動比。然后，將總降速傳動比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中 的最小傳動比。 (3)確定傳動軸的軸數(shù) 傳動軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動副數(shù)+1=6 g L450 爾 速 C6L40主軸運動轉速圖 先按傳動軸數(shù)及主軸轉速級數(shù)格距回畫出網(wǎng)格，用以繪制轉速圖。在轉速圖上，先分配 從電動機轉速到主軸最低轉速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動間畫上U(k-k+l)min.再按結構 式的級比分配規(guī)律畫上各變速組的傳動比射線，從而確定了各傳動副的傳動比。 H2X

14、2X2 傳動系統(tǒng)可用傳動路線表達式表示如下: 主電動機一招黜一1一 j 7.5kW \ \ 1450r/min/ M］（左） （正轉） 56| 38 : 51： 43； Mi （右）50 q 34 （反轉）一藥一劃一 39 41 30 50 22 -58 J 63 50 VI （主軸） -v-1|-m2 （右移） 20-805150 N

15、 ■ 、 .?A 1 2(一805050 J ; > Js 車削米制螺紋時傳動鏈的傳動路線表達式如下: 右螺紋 33 — 皆一炮一||一" -33 左螺紋 33 YT 25 25 比 33 嚼嚼 18x35 —X YU-M5一絲杠X區(qū)一刀架 45 28 28x15 35 48 18 J5 .45X48J 加工螺紋時的傳動路線表達式歸納總結如下: 主軸口 -I （正常導程） （擴大導程） 更一xn 100刈 100 （米、英制螺紋） 64 w 100 礪一刈一可 （模數(shù)、徑節(jié)螺紋） ac

16、 bd 58 58 5CI 50 80 20 —nr_世_in―彷 11 44 VU 58 75 XI 133 25 33 （左螺紋） 25y1V ? v v 25 36 36 一那一z基—XV一定一石］ （公制及模數(shù)螺紋） 合一XV一」一娜巖 1基 25 （英制及徑節(jié)螺紋） —" Mj 合 XV - （非標準螺紋） X VI -i偌 Mi合 合一XK 第四章主要設計零件的計算和驗算 本人主要擔任的設計任務為CA6140型普通車床in軸及軸上零件設計，包括了軸以及齒 輪軸承的設計與校核，先選擇部分分析如下。 4.1齒輪的驗算

17、 驗算齒輪強度，應選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進行接觸應力和彎曲 應力驗算。一般對高速傳動的齒輪驗算齒面接觸應力，對低速傳動的齒輪驗算齒根彎曲應力。 對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應力。 接觸應力的驗算公式為 (MPa) <[aj (4-1) o _ 2081xl03 /（〃1國&舄不 Zm X uBnj 彎曲應力的驗算公式為 208 lx 1(/&K2K3 KsN Zn^BYn. (MR/) W 1aH.] (4-2) 式中N-齒輪傳遞功率（KW）, N= 電動機顫定功率（KVT）； 丁從電動機到所計算的齒輪的機械效率; 叫

18、-齒輪計算轉速(r/min); m-初算的齒輪模數(shù)(mm); B-齒寬(mm) Z-小齒輪齒數(shù); u-大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，”號用于外嚙合，“」號用于內嚙合; K5-壽命系數(shù): K『-工作期限系數(shù): 憶 60巾 ”hr T-齒輪在機床工作期限(八)內的總工作時間(h),對于中型機床的齒輪取 G=15()0()-2()0()()h,同一變速組內的齒輪總工作時間可近似地認為T=G/P, P為變速 組的傳動副數(shù); 齒輪的最低轉速(r/min); 品-基準循環(huán)次數(shù)；查表3-1 (以下均參見《機床設計指導》) m一疲勞曲線指數(shù)，查表3-1； K〃一速度轉化系數(shù)，查表3-2

19、; 心一功率利用系數(shù)，查表3-3； K。一材料強化系數(shù)，查表3-4; Ks 一的極限值 % , % 見表3-5,當Ks ＞舄皿時,則取Ks = 皿；當K$ V降而”時, 匕一工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運動，取K|=1.27.6; & 一動載荷系數(shù)，查表3-6; a—齒向載荷分布系數(shù)，查表3-9; Y一標準齒輪齒形系數(shù)，查表3-8; [5]一許用接觸應力（MPa）,查表3-9； ”馬一許用彎曲應力（MPa）,查表3-9。 如果驗算結果。/或8.不合梏時，可以改變初算時選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足 時，就得采取調整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 三軸上的三聯(lián)滑移齒輪采

20、用整淬的方式進行熱處理 傳至三軸時的最大轉速為： 130 56 39 nz = 1450x x — x — = 1148.86/7 min 230 38 41 n = 122x —x —x 0.98 x 0.997 = 0.723 230 38 41 N= N] ? rj =5.42kw \ =/：3 = 1148.86/7 min 在三聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為41X2.25,且齒寬為B=12mm u=1.05 =1189Mp < [a ,] = 1250MP 2081 xlO5 /(1.05 +1)>1.2>1.3<1.04<3.72<5.42 41x2.25

21、V 1.05e20el 148.86 故三聯(lián)滑移齒輪符合標準 驗算50X2.5的齒輪： 50X2.5齒輪采用整淬 n) =/:3 = 1148.86/7 min n = 122x —x —x 0.98 x 0.997 x 0.972 = 0.680 230 38 41 N二N] 二5.lkw B=15mm u=l 2081 xlO3 /(l + r)4.244.04<3.72>5.1 ?…小 c ： = J =910MP & [o J =⑵OMP 50x2.5 V M5>1148.86 - 故此齒輪合格 驗算63義3的齒輪： 63X3齒輪采用整淬 \ =n3 = 1

22、148.86,7 min 130 56 39 7 7 n = x — x — x0.98x0.99 x0.97- = 0.680 230 38 41 N= N] 二5.lkw B=10mm u=4 = 558MP<[a.]=1250MP _ 2081xl03 14 + l)?L2?l?L04?3?7251 0 廠 63x3 V 4404148.86 故此齒輪合格 驗算44X2齒輪： 44X2齒輪采用整淬 n) =/:3 = 1148.86/7 min n = 122x —x —x0.98x0.997 x0.972 = 0.680 230 38 41 N=Nd >r|

23、 =5.1kw B=10mm u=l o f 二 2081X103 呼巫巫叵亙=1239Mp < [。下 1250MP 44x2 V bl5>l 148.86 yJ 故此齒輪合格 巳-已 X 45 圖4-1 4.2傳動軸的優(yōu)化設計與驗算 4.2.1傳動軸的優(yōu)化 在滿足設計結果的基礎上，盡量降低軸的成本，其中最重要的方法之一就是降低軸的質 量，因此就需要我們進行優(yōu)化設計。 由傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得： M y = 955 x 104〉(N ? mm ) = 955 x 104 x "2 = 4 51 x 10, N ? mm :， \

24、1148.86 式中N一該軸傳遞的最大功率(kw); 七一該軸的計算轉速(r/min)。 以傳動軸的質量最小作為目標函數(shù)，在滿足強度和剛度的條件下追求質量最小。軸所選用的 材料 20CrMnM。的密度 為 pul.SxlO^kg/mnd 目標函數(shù)建立如下：/(〃,，/) = (23 —a)x中(手尸+。平(\)2 約束條件如下： (1)扭轉強度約束條件 要使軸正常工作，其工作應力必須須小于許用應力，即 式中T-----傳動軸的懸大扭矩，給定了 = 4,51 x IO,N ?帆加 % ——軸的抗扭截面模量，對實心軸叫=16mm3 [r]——軸的許用抗扭應力，取舊= 250M

25、P” 因此抽的扭桀強度所決定的約束條件為 16T 「j fln 16x4.51xl04 c-c/c 一r- r <0 即 ；--250 <0 血 3 L J 3.14x1 （2）扭轉剛度度約束條件 根據(jù)扭靠剛度，要求扭轉變形小于許用值，即 式中 6---單位長度的扭轉角 [句…仍勺許用值網(wǎng)=1/〃皿 G = 7.9 x 1 OloPa = 7.9xlO4?// mm Jp---軸的抗扭截面模量，X右心軸 J p = M / 32 因此扭靠剛度所決定的約束條件為 32T 180 r i 八 Hn 32x4.51x10" 180 ,八 rxax 6>|<0 即 :

26、rxax 1 <0 G血3 7T l」 7.9x104x3.14x^73 3.14 （3）幾何約束條件 2mm

27、 g5(x) = 30-x2 <0 8gW = x2 -35<0 在UNGO中輸入代碼并得到結果: ? LINGO Model - UNGO1 Model: min=(23-xl)*7.8*10"(-6)*3.14*17.5^2+xl*7.8*10^(-6)*3.14*(x2/2)-2; 16*4.51*10^4/(3.14*x2A3)-250<=0; 32*4.51*10A4*xl*180/(7.9*10A4*3.14*x2^3*3.14>-l<=0; @bnd(2FxlF5); @bnd(30,x2,35); End 回 Solution Report - UNGO

28、1 Local opcirrkal solution iound. 0.1625656 20 Objective value; Extended solver step5; local solver icexations; Vaxiafcle XI X2 Value 5.000000 30.00000 Reduced Cosr -0.1989975E-02 0.1836300E-02 Dual Price -1.000000 0.000000 0.000000 Row Slack or Surplus 1 0.1625656 2 241.4886

29、3 0.9382384 圖4?2 因此選取a=5mm, d=30mm 4.2.2傳動軸的驗算 對于傳動軸，除重載軸外，一般無須進行強度校核，只進行剛度驗算。 軸的抗彎斷面慣性矩（〃〃/） 花鍵軸 r 7rd4+b.N(D-d)(D + d)2 z 4 1 = ——— (〃〃〃)= 64 / x 324 + 6 x 8?(36 - 32)?(36 + 32)2 64 = 6.534xl(T〃〃〃" 式中d一花鍵軸的小徑(mm)； i一花軸的大徑(mm)； b、N一花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)； 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得

30、： =955xlO4 — (Nemm) = 955xlO4x =4.51xl04 N.mm b, n/ 1148.86 式中N—該軸傳遞的最大功率(kw); 一該軸的計算轉速(r/min)o 徑向力，齒輪的圓周力 傳動軸上的彎矩載荷有輸入用矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、 Pf: /；=^L(N)=2-451-1()- = 1.804x103N D 50 式中D一齒輪節(jié)圓直徑(mm) ,D=mZ。 齒輪的徑向力匕： Pt.=月?fg(a + p)/cos0(N) =902N 式中a一為齒輪的嚙合角； 9—齒面摩擦角； 8—齒輪的螺旋角； ,Um2+(ut/ d >

31、J- mm =27.86mm V 。啊 符合校驗條件 花鍵軸鍵側擠壓應力的驗算 花鍵鍵側工作表面的擠壓應力為: a. jy 8M“max (D-cPyNK 式中叫鵬一花鍵傳遞的最大轉矩(N.mm ); D、d一花鍵軸的大徑和小徑(mm)； L一花鍵工作長度； N一花鍵鍵數(shù)； K一載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7?().8; 8<4,51xl04 方—(362-32〉116?8?0.7 =2.04A/P" < ah. =20(MPa) 故此三軸花鍵軸校核合格 C A 6 1 4 0床頭箱閂地零件國 B-B c-c 技求要求

32、 】?；ń▊蓉敹ㄐ膩儚街行牡艿牟黄叫卸仍什?。.03/ 1 00 , 。花誕不等分累相誤差和避對定心直徑中心緩的偏移允差。。亳米。 。材料為45羽，風處理T235 。側創(chuàng)角N 圖4-3 43軸組件的剛度驗算 兩支撐主軸組件的合理跨距 主軸組件的跨距對其剛度的影響很大，在繪制主軸組件的結構草圖后，可以對合理跨距 Lo進行計算，以便修改草圖，當跨距遠大于L。時，應考慮采用三支撐結構。 6風 6EI CRC Cr n n \ =0 《機床設計》的教科書中的主軸組件柔度方程系在主軸端部C點家在時主軸和軸承兩相 柔度的迭加，其極值方程為： 式中L。一合理跨距; C 一主軸懸伸梁;

33、 g、Cg—后、前支撐軸承剛度 該一元三次方程求解可得為一實根: , I12EI r g、/ 、 1^7 c= I nEI {mm} 「哈了 并且左=(1 +器) 機床傳動軸用滾動軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應進行疲勞驗算。其額定壽命，的 計算公式為： Lh = 500(—%—y>[T](h) K fbKNKlP 或按計算負荷Cj的計算公式進行計算： Cj=}fFK、,KnKlP[C](N) 1 n 式中Ln-額定壽命(h); Cj一計算動載荷； T—工作期限(h),對一般機床取10000—15000小時。 C一滾動軸承的頡定負載(N),根據(jù)《軸承手冊》或

34、《機床設計手冊》查取，單位用 (kgO應換算成(N)； /“一速度系數(shù)，fn = 明為滾動軸承的計算轉速(r/mm) ，一壽命系數(shù)，工，=禹。等于軸承的工作期限； 一壽命系數(shù)，對球軸承=3,對滾子軸承二，； 。一工作情況系數(shù)，對輕度沖擊和振動的機床(車床、銃床、鉆床、磨床等多數(shù)機 床)，4=1.1-1.3； Kn —功率利用系數(shù)，查表3—3 ； K” 一速度轉化系數(shù),查表3—2; K,一齒輪輪換工作系數(shù)，2《機床設計手冊》; P—當量動載荷，按《機床設計手冊》。 4 = 24863/7 > [T] 4,2 = 32003/2 > [T] 2^3=19852/1 >[T

35、] 故軸承校核合格 第五章運動仿真及有限元分析 整體運動仿真如下: 圖5?1 對齒輪進行簡化，應用UG軟件進行靜力學分析，結果如下: 齒輪受力變形圖和節(jié)點云彩圖（X和Y方向） 圖5?2 圖5-3 第六章操縱機構、制動機構及潤滑、調整的說明 一.機床的操縱機構用于控制機床各執(zhí)行件運動的啟動、停止、制動、變速、 換向等。隨著機床的自動化

36、，操縱機構越來越簡化。操縱機構不直接參與機床 的成形運動，對機床的精度和剛度無直接影響，但對機性能的發(fā)揮和操作者的 勞動強度有一定的影響。因此對操縱機構的要求是：輕便省力，操作方便，便 于記憶，安全可靠。操縱機構一般是由三個部分組成的：（1）操作件，包括手 柄、手輪等，見《金屬切削機床設計簡明手冊》。（2）傳動裝置，包括機械的、 電力的、液壓的、氣動的數(shù)種。在機械傳動裝置中常用的有杠桿、齒輪齒條和 凸輪機構等。（3）執(zhí)行件，如撥塊、滑塊和銷子等。在機床課程設計中，常用 的有擺動式操縱機構、移動式操縱機構和凸輪操縱機構等。 二.制動機構一般采用制動器。制動器的作用，是在機床停車時使執(zhí)行件及 其

37、傳動鏈迅速停止運動。它的工作原理是利用摩擦力矩使機件的動能轉化為熱 能。機床的制動機構應滿足如下要求：（1）機構簡單、尺寸小。為此制動器應 盡量裝在高速軸上。（2）制動時間在可能條件下應該盡量短些。但也不是越短 越好。如果制動時間太短，則有可能因制動力矩太大而損壞機件。例如打掉齒 輪，扭壞軸等。（3）要保證使用安全。為此，制動機構與開停機構必須互鎖。 即離合器脫開時，制動器應制動；接通離合器前，制動器必須先斷開。最簡單 的互鎖方法是用同一個操縱機構，同時操縱離合器和制動器。 三.潤滑包括變速箱的潤滑方式和潤滑液壓泵的選用 1 .變速箱的潤滑方式主要有飛濺潤滑和循環(huán)潤滑 飛濺潤滑，通過濺油

38、輪和濺油齒輪，將潤滑油甩至需潤滑的部位，或經箱 壁流到需潤滑的部位。濺油輪應該安裝在變速箱內接近油面部位的轉速不變或 變化范圍較小的軸上。濺油輪的圓周速度在3-12.5m/s為宜，浸入油面的深度通 常為12-25mm。如采用齒輪濺油，則浸入油面的深度通常為2-3倍齒高。飛濺潤 滑結構簡單。缺點是攪油起泡影響潤滑效果，并增加變速箱內的發(fā)熱量和增大 噪音。因此，只在要求不高和結構簡單的情況下才有應用。 循環(huán)潤滑又可分體內循環(huán)和體外循環(huán)潤滑兩種。采用體內循環(huán)潤滑時變速 箱兼作潤滑油箱，各潤滑元件均在變速箱體內，因而結構比較簡單。但摩擦產 生的熱量仍留在變速箱體內。常用于較簡單的變速箱。采用體內循環(huán)

39、潤滑方式 時，應該盡量使傳動件不浸入油內。 體外循環(huán)潤滑時，油箱、濾油器、潤滑泵等潤滑元件均在變速箱外。其優(yōu) 點是潤滑油可以把熱量帶出變速箱，在油箱內冷卻。這種辦法可以使變速箱的 溫升較低，但結構要復雜些。 2 .潤滑油泵的選用 潤滑液壓泵可以從《金屬切削機床設計簡明手冊》中選取，有齒輪液壓泵、 柱塞液壓泵和葉片液壓泵等。 3 .防漏和密封 機床漏油分三等：滲油、滴油和流油。固定聯(lián)接的部位每半小時滴一滴為 滲油?；顒勇?lián)接的部位每五分鐘滴一滴為滲油，每2-3min滴一滴為滴油，每分 鐘滴5滴為流油。防止漏油的辦法是堵和引，不堵就流出去了，只堵不引，等 油積累多了也會滲出，要把堵住的油引

40、回油池，就不會漏出體外了。 四.在課程設計中常會出現(xiàn)一些錯誤，通過調整消除影響。以下舉幾個常 見的錯誤。 1 .滑移齒輪運動干涉：在設計中有時為了縮短軸向尺寸，將固定齒輪之間 所需要的間距取小了，使滑移齒輪不能實現(xiàn)正常的滑移。設計時要注意畫出運 動極限的想象位置，以便檢查是否會發(fā)生干涉，或是在齒輪兩端倒圓角。同時 滑移齒輪和軸承的干涉問題也要注意，適當在兩者間留下空隙。 2 .操縱機構的干涉：如撥叉和撥塊間的干涉，可以通過其他組成零件的適 當修改達到好的效果。對于在操縱過程中，滑移齒輪有越程的操縱機構，還要 考慮到滑移齒輪的極限位置，以免滑移齒輪與其他零件產生干涉。 3 .展開圖與剖

41、視圖的對應檢查：主要是檢查各零件之間的相對位置是否可 行。 4 .安裝和拆卸：在主軸箱中，I軸通常是先在外面裝好，然后整個組件裝 入箱體。 5 .軸的定位不足與超定位：裝入箱體的軸要軸向固定，即限制向兩端移動 的自由度。如有一側未限制，則軸將發(fā)生竄動，這是不允許的。但是，一側有 兩處或兩處以上的限制稱為超定位，也是不允許的。結構比較簡單的軸，一般 易于判斷。結構比較復雜時就較易發(fā)生超定位現(xiàn)象。 第七章課程設計體會 歷經三周的課程設計一CA6140車床主軸箱體及其傳動間運動仿真，以及有 限元分析和結構優(yōu)化設計，盡管分配到42個人后的工作量并不是很大，但彼此 之間的交流讓我們設計感到非常充

42、實，并且從中學到許多知識。但是，因為是 分工合作，所以每個人畫的零件的尺寸在配合處存在很大的誤差，這個最后的 裝配帶來了很大的困難，但最后經過一次次的商討，確定統(tǒng)一的尺寸還是解決 了這個難題。還有應用優(yōu)化設計軟件對軸零件進行尺寸優(yōu)化。這次設計在開始 的時候我們存在不少困難：在缺少設計圖紙的情況下靠組員之間的默契配合對 唯一一張裝配圖進行測繪再應用三維建模軟件UG畫出三維實體模型進行裝配, 之后再進行運動仿真。在這次設計之中，我們存在了許多不足，時間主要花在 了實體建模和仿真的構建上。還有分析軟件-ANSYS應用的并不不是那么得心 應手，還存在了很大的問題。對于我們來說，分析起來充滿了實際的困

43、難。 第八章參考資料編目 [11.任殿閣，張佩勤。機床設計手冊。遼寧科學技術出版社。1991年9月 [2] .東南大學機械學學科組 鄭文緯吳克堅。機械原理。高等教育出版社。1997 年7月 [3] .付鐵。計算機輔助機械設計實訓教程。北京理工大學出版社。 [4] .查康楊萬能麥燦基王玉海董敏。產品造型設計白金案例。山東電子音響 出版社。2005年1月 [5] .方世杰。機械優(yōu)化設計。機械工業(yè)出版社。2003年3月 [6] .曹桃 高學滿。金屬切削機床掛圖。上海交通大學出版社。1984年8月 [7] .宋寶玉。簡明機械設計手冊。哈爾濱工業(yè)大學出版社。2(X)8年8月 [8] .華東紡織工學院哈爾濱工業(yè)大學天津大學。機床設計圖冊。上海科學技術 出版社。 [9] .陳易新。金屬切削機床課程設計指導書。機械工業(yè)出版社。1985年11月 [101.戴曙。金屬切削機床。機械工業(yè)出版社。2000年5月 [11] .機械設計手冊編寫組。機械設計手冊。機械工業(yè)出版社。1986年12月 [12] .周四新。PROE實用設計百例。清華大學出版社。2005年3月 [131.翁世修 王良申。金屬切削機床設計指導書。上海交通大學出版社。1987年8 月 [14] .邱宣懷。機械設計。高等教育出版社。2004年5月