數(shù)控機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控加工中心集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制、傳感測(cè)量、機(jī)械制造、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一體，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它的發(fā)展和運(yùn)用，開(kāi)創(chuàng)了制造業(yè)的新時(shí)代，改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、管理方式，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大的變化。現(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上。數(shù)控技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)

2、家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過(guò)程數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。</p><p>　　本論文首先論述了我國(guó)數(shù)控加工中心的發(fā)展趨勢(shì)，以及我國(guó)的研究現(xiàn)狀。</p><p>　　本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)實(shí)際機(jī)床的考察，制定與計(jì)算機(jī)床的主參數(shù),尺寸參數(shù)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)。進(jìn)而確定主傳動(dòng)的傳動(dòng)方式，擬出轉(zhuǎn)速圖與結(jié)構(gòu)式。從而利用CAD軟件畫(huà)出變速箱內(nèi)的傳動(dòng)件的空間布置，確定各軸的尺寸與齒輪的模數(shù)

3、，大小和厚度。最后利用UG4.0進(jìn)行三維建模。</p><p>　　關(guān)鍵字：數(shù)控加工；機(jī)床；CAD；UG4.0</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　CNC machining center of computer technology, electronics, automatic control, sen

4、sor measurements, machinery manufacturing, network communication technology, is a typical mechatronic product, its development and application, creating a new era of manufacturing has changed manufacturing production, in

5、dustrial structure, management style, so that the pattern of the world's manufacturing industry a huge change has occurred. Modern CAD ??/ CAM, the FMS, CIMS, etc., are built on top of the CNC technol</p><

6、p>　　This design through inspection of the actual machine, development of the main parameters of the bed with the computer, the size parameters and motion parameters. To determine the main transmission drive to be a sp

7、eed diagram and structured. To use CAD software to draw the gearbox drive space layout, determine the size of each axis and gear modulus, size, and thickness. Finally, the UG4.0 three-dimensional modeling. Keywor

8、ds: CNC machining; machine tools; of CAD; UG4.0</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 加工中心簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.1.3 我國(guó)數(shù)控加工中心的研究現(xiàn)狀及

9、發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　1.2 本題目的背景和意義和主要任務(wù)6</p><p>　　1.2.1 數(shù)控加工中心的背景和意義6</p><p>　　1.2.2 課題的主要任務(wù)：7</p><p>　　2 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)概述8</p>&l

10、t;p>　　2.2 主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)10</p><p>　　3 主傳動(dòng)系統(tǒng)的三維建模17</p><p>　　3.1 Ⅰ軸的3D建模：17</p><p>　　3.2 Ⅰ軸上零件的3D建模：18</p><p>　　3.3 Ⅱ軸及軸上零件的設(shè)計(jì)及建模25</p><p>　　3.3.1 Ⅱ

11、軸的3D建模：25</p><p>　　3.3.2 Ⅱ軸上零件的3D建模：26</p><p>　　3.3.3 Ⅱ軸裝配圖28</p><p>　　3.2.4 齒輪上撥叉的3D建模：28</p><p>　　3.4 主軸及軸上零件的3D建模：29</p><p>　　3.4.1 主軸29</

12、p><p>　　3.4.2 主軸裝配31</p><p>　　3.5 箱體的3D建模32</p><p>　　3.6 總裝配圖32</p><p>　　3.6.1 總裝配圖32</p><p>　　4 傳動(dòng)件的校核34</p><p>　　4.1 傳動(dòng)軸的彎矩校核34<

13、/p><p>　　4.1.1 Ⅰ軸的受力分析34</p><p>　　4.1.2 計(jì)算撓度和偏轉(zhuǎn)角35</p><p>　　4.2.2 計(jì)算撓度和偏轉(zhuǎn)角39</p><p>　　4.3.1 主軸傳動(dòng)件的受力分析41</p><p>　　4.3.2 計(jì)算撓度和偏轉(zhuǎn)角43</p><p&

14、gt;　　4.2 齒輪的校核44</p><p><b>　　5 結(jié)論48</b></p><p><b>　　致謝49</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)50</b></p><p>　　附錄A 英文翻譯51</p><p>

15、　　附錄B 中文翻譯70</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 加工中心簡(jiǎn)介</p><p>　　1.1.1 立式加工中心         立式加工中心主要的用戶層面為,以看好的汽車零部件行業(yè)為首，還有模具、飛機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、IT、光

16、學(xué)設(shè)備等行業(yè)。在飛機(jī)制造業(yè)因絕大多數(shù)加工件為多品種、小批量的產(chǎn)品，因此五軸加工機(jī)為主的立式加工中心有潛在的需求。今后電子零部件、精密機(jī)枝零部件、半導(dǎo)體模具等行業(yè)也具有需求潛力。     各生產(chǎn)廠家面對(duì)預(yù)期需求擴(kuò)大的飛機(jī)、模具、半導(dǎo)體等行業(yè)，正在抓緊開(kāi)發(fā)五軸加工機(jī)。和幾年前的以生產(chǎn)一般零部  件為主的立式加工中心形成鮮明對(duì)比的是，突出以加工模具為主的設(shè)備方案不斷從廠家出現(xiàn)，由此可明顯地看出對(duì)高

17、速、高效、高品位加工的需求正在增加。        針對(duì)高精度加工，一些廠家比較注重研制對(duì)不易切削材質(zhì)搞重切削加工的機(jī)型。同時(shí)，以減少工件更換時(shí)間和集中工序?yàn)槟康牡膹?fù)合化加工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。為進(jìn)一步提高效率，有些廠家正在嘗試在立式加工中心的控制軸方面再加上l~2個(gè)軸，形成五軸控制，這樣對(duì)于形狀復(fù)雜的工件和自由曲面等工件都可完成一次裝卡加工。   &#

18、160;     在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，由于用戶的要求更加嚴(yán)格，不得不在保持低價(jià)位的同時(shí)不斷追求高性能的技</p><p>　　1.1.2 臥式加工中心         臥式加工中心因其加工面是垂直的，切屑易脫落，比較適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人操作。又因是模塊結(jié)構(gòu)，可以短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)入最適當(dāng)規(guī)模的系統(tǒng)。因其無(wú)人操作時(shí)間較長(zhǎng)，在成本

19、費(fèi)用方面與單機(jī)相比效果更好。        從用戶需求來(lái)看，對(duì)臥式加工中心的要求更加趨向于適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)，要求加工設(shè)備能夠靈活地適應(yīng)工序集中導(dǎo)致的生產(chǎn)型加工件的變化?，F(xiàn)在由于汽車廠家的設(shè)備投資呈上升趨勢(shì)，需求可望進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，因?qū)τ诋a(chǎn)品制造的認(rèn)識(shí)和對(duì)生產(chǎn)體系的看法正在發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變，由此而派生的新的生產(chǎn)體系可能對(duì)能形成柔性線的小型機(jī)種產(chǎn)生需求。   

20、      著手生產(chǎn)以上機(jī)型的廠家在追求高速、高精度的同時(shí)，還在如何使機(jī)體小型化及成本控制方面下功夫。也就是說(shuō)此類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)在于機(jī)體的小型化、適應(yīng)形成柔性線體系方面。         從技術(shù)開(kāi)發(fā)動(dòng)向來(lái)看，是謀求提高主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、提高精密度、并將對(duì)應(yīng)熱變位、模塊化等集中體現(xiàn)出來(lái)。其中，作為機(jī)床基本課題的高速化研究也不斷

21、取得成果。        由于提高進(jìn)給速度直接關(guān)系到產(chǎn)品的加工時(shí)間，以利提高生產(chǎn)效率，</p><p>　　1.1.3 我國(guó)數(shù)控加工中心的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p><b>　　1、基本生產(chǎn)概況 </b></p><p>　　“十五”以來(lái)，尤其是最近二、三年，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)

22、展和國(guó)家對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的大力支持，我國(guó)許多重要行業(yè)對(duì)龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床的需求愈來(lái)愈大。有需求有市場(chǎng)，就有生產(chǎn)，這是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律。所以國(guó)內(nèi)不少?gòu)奈瓷婕爸圃忑堥T(mén)鏜銑床的廠家，都紛紛上陣，通過(guò)引進(jìn)技術(shù)、合作生產(chǎn)等形式，開(kāi)發(fā)研制各種龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床，滿足廣大用戶的需求。根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)重點(diǎn)骨干企業(yè)的統(tǒng)計(jì)資料和其他有關(guān)資料表明，2005年我國(guó)已有11個(gè)企業(yè)批量生產(chǎn)各種龍門(mén)加工中心422臺(tái)，生產(chǎn)特種數(shù)控龍門(mén)鏜銑床75

23、臺(tái)。其中年產(chǎn)超過(guò)80臺(tái)的企業(yè)有3家：沈陽(yáng)機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、寧波海天精工機(jī)械有限公司、威海華東數(shù)控股份有限公司。而沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)在2005年生產(chǎn)包括五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心等各種產(chǎn)品135臺(tái)，占龍門(mén)加工中心總產(chǎn)量的32%。 </p><p><b>　　2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式 </b></p><p>　　配置自動(dòng)換刀結(jié)構(gòu)的數(shù)控龍門(mén)鏜銑床即為龍門(mén)加工中心。目前，我國(guó)生產(chǎn)的龍

24、門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床產(chǎn)品的主要品種，根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)布局形式劃分為：按龍門(mén)架是否移動(dòng)，分為龍門(mén)固定工作臺(tái)移動(dòng)式和龍門(mén)移動(dòng)式；按橫梁是否在立柱上運(yùn)動(dòng)，分為動(dòng)梁式和定梁式兩種；橫梁在高架床身上移動(dòng)稱為高架式；按機(jī)床凈重和工作臺(tái)承載能力，分為輕型、中型和重型（超重型）等。目前生產(chǎn)的主要規(guī)格范圍是工作臺(tái)寬度為800-5000毫米，長(zhǎng)度為2000-28000毫米等各種規(guī)格尺寸段。應(yīng)該指出，在2005年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床中，9

25、0%左右的規(guī)格都集中在1000-2000毫米尺寸段，而95%的品種幾乎都是橫梁固定工作臺(tái)移動(dòng)式。相比之下，工作臺(tái)寬度在3米以上，尤其是寬度為4000-5000毫米的動(dòng)梁式超重型龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床，技術(shù)難度較大，技術(shù)含量較高，目前國(guó)內(nèi)只有一兩家能生產(chǎn)。 </p><p><b>　　3、產(chǎn)品技術(shù)水平 </b></p><p>　　“十五”期間，是我國(guó)機(jī)床工具行

26、業(yè)發(fā)展最快的五年，通過(guò)引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)等形式，在新產(chǎn)品研發(fā)方面取得較大進(jìn)展。在高速、高精、多軸、復(fù)合等方面都有較大突破，尤其是龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床更為突出。從1999年江蘇多棱（原常州機(jī)床總廠）帶頭打破西方封鎖，試制成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國(guó)第一臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門(mén)鏜銑床以來(lái)，已有濟(jì)南二機(jī)、桂林機(jī)床、北京一機(jī)等多家公司推出五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床。尤其是今年2月份在上海舉辦的中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)（CCMT2006）上，實(shí)

27、力雄厚的沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)，一次推出6臺(tái)大型龍門(mén)加工中心，其中3臺(tái)具有五軸聯(lián)動(dòng)功能，1臺(tái)具有五面加工功能，1臺(tái)為車銑加工中心，這也突出體現(xiàn)了我國(guó)龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床在五軸聯(lián)動(dòng)功能上，開(kāi)始走向成熟。近年來(lái)，有的廠產(chǎn)品在主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給、機(jī)床精度等主要技術(shù)參數(shù)已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。尤其是北京一機(jī)截止到今年6月底，僅一年半的時(shí)間就簽約生產(chǎn)工作臺(tái)寬度4米、5米的超重型動(dòng)梁龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床10臺(tái)，說(shuō)明我國(guó)生產(chǎn)中、高檔重型和超重

28、型龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床的廠家在產(chǎn)量和技術(shù)水平上有的已邁進(jìn)國(guó)際機(jī)床大廠的行列。 </p><p>　　4、努力創(chuàng)新不斷提高 </p><p>　　在近幾屆國(guó)內(nèi)機(jī)床展覽會(huì)上，看到我國(guó)龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床在結(jié)構(gòu)性能、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量等方面，都有很大提高。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品相比，還有較大差距，首先是自主創(chuàng)新能力不夠，當(dāng)前多以仿制為主，或引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)，缺乏自主知識(shí)品牌的高

29、檔產(chǎn)品，往往關(guān)鍵的核心技術(shù)，關(guān)鍵的功能部件，還是從國(guó)外購(gòu)買。例如，在今年CCMT2006上海機(jī)床展會(huì)上，共展出了8臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心，采用的關(guān)鍵部件——雙擺角銑頭，除了濟(jì)南二機(jī)和桂林機(jī)床是自己開(kāi)發(fā)的以外，其余6臺(tái)都是購(gòu)買意大利意薩、菲迪亞等國(guó)外公司產(chǎn)品。其次是產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是整機(jī)可靠性，還有較大差距，這也是用戶最關(guān)注的問(wèn)題之一。應(yīng)該看到，目前除少數(shù)企業(yè)外，龍門(mén)類產(chǎn)品技術(shù)含量普遍較低，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化程度不高。這些都是國(guó)內(nèi)主機(jī)廠需要下大

30、力氣認(rèn)真改進(jìn)、努力提高的地方。</p><p>　　二、知名生產(chǎn)廠家和典型產(chǎn)品 </p><p>　　1、北京第一機(jī)床廠 </p><p>　　從1960年北一試制X212龍門(mén)銑床以來(lái)，至今已有四十多年的歷史，尤其是1984年至今的22年間，北一在引進(jìn)世界上生產(chǎn)數(shù)控龍門(mén)鏜銑床著名廠家德國(guó)瓦德里?？票す镜南冗M(jìn)技術(shù)及合作生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)消化吸收和科研攻關(guān)，不但成功地

31、合作生產(chǎn)了8臺(tái)重型和超重型龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床，而且掌握了其中的關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。到目前為止，北一制定了全系列龍門(mén)產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃，并根據(jù)市場(chǎng)需求按產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)原則開(kāi)發(fā)出動(dòng)梁、定梁、工作臺(tái)移動(dòng)式、龍門(mén)移動(dòng)式，規(guī)格范圍在工作臺(tái)寬度1000-5000mm，工作臺(tái)長(zhǎng)度2000-28000mm的輕型、中型、重型、超重型產(chǎn)品，已累計(jì)銷售達(dá)120臺(tái)，其中，重型和超重型產(chǎn)品50多臺(tái)。 </p><p&

32、gt;　　近二年，北一為兵器工業(yè)提供了一批重型加工設(shè)備，開(kāi)發(fā)了XHA2140×120動(dòng)梁龍門(mén)加工中心和XKA2140×80數(shù)控龍門(mén)鏜銑床。其中XHA2140×120是目前國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)制造的規(guī)格最大的動(dòng)龍門(mén)加工中心。其主要技術(shù)指標(biāo)：工作臺(tái)尺寸4000×12000mm，主功率60/84KW，刀庫(kù)容量60把。這兩種產(chǎn)品不但采用了早已成熟的多項(xiàng)先進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)，例如，多功能寬調(diào)速大功率滑枕式鏜銑頭；靜壓蝸桿

33、——涂層成型蝸母條傳動(dòng)技術(shù)；動(dòng)平衡檢測(cè)和補(bǔ)嘗技術(shù)；刀具傾角自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)等十幾項(xiàng)，而且還攻克了動(dòng)梁升降同步驅(qū)動(dòng)檢測(cè)調(diào)整技術(shù)；機(jī)械手立、臥雙向換刀技術(shù)；多功能附件銑頭自動(dòng)裝卸等多項(xiàng)新技術(shù)，尤其是機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)采用高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的德國(guó)科堡企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而使這兩種產(chǎn)品達(dá)到當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平。 </p><p>　　2、濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司 </p><p>　　從1992年開(kāi)始，引進(jìn)著名機(jī)床制造商法國(guó)福斯特

34、里納公司的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行長(zhǎng)期合作生產(chǎn)以來(lái)，開(kāi)發(fā)了工作臺(tái)移動(dòng)式、龍門(mén)架移動(dòng)式、定梁、動(dòng)梁等多種形式的數(shù)控龍門(mén)鏜銑床和龍門(mén)加工中心。 </p><p>　　2002年在上海舉辦的第二屆中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)上，濟(jì)二首次推出XHV2720×60定梁龍門(mén)移動(dòng)式五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心，至今已能小批量生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。 </p><p>　　2005年生產(chǎn)的XHV2420五軸聯(lián)動(dòng)定梁龍門(mén)加工中心，采用

35、銑頭油霧潤(rùn)滑冷卻、橫梁預(yù)應(yīng)力反變形控制等關(guān)鍵技術(shù)。并利用諧波減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，自行開(kāi)發(fā)了B、C軸雙回轉(zhuǎn)擺角銑頭，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)功能。雙擺角頭主電機(jī)功率20KW，電主軸轉(zhuǎn)速12000r/min，B軸回轉(zhuǎn)角度±110°，C軸回轉(zhuǎn)角度±200°。為了確保機(jī)床的傳動(dòng)精度，X、Y、Z三軸采用精密光柵尺控制，B、C軸采用高精度角度編碼器控制，從而實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。目前，濟(jì)二生產(chǎn)的五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床，

36、已經(jīng)被水泵業(yè)、軌道客車等用戶所認(rèn)可。 </p><p>　　3、沈陽(yáng)機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 </p><p>　　多年來(lái)，一直以生產(chǎn)鉆鏜床著稱的沈陽(yáng)機(jī)床（集團(tuán)）公司旗下的中捷機(jī)床有限公司、中捷搖臂鉆床廠，近年來(lái)，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外龍門(mén)五面加工制造技術(shù)，消化、吸收，大力開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的龍門(mén)五面數(shù)控加工機(jī)床，在CIMT2005和CCMT2006機(jī)床展覽會(huì)上，都推出多臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)和五面加工龍門(mén)加工中

37、心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床。2005年沈陽(yáng)機(jī)床（集團(tuán)）公司，一年就生產(chǎn)各種規(guī)格的龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床135臺(tái)，是歷史性的突破。為推動(dòng)我國(guó)龍門(mén)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，做出了較大貢獻(xiàn)。 </p><p>　　在2006年中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)上，沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)的中捷機(jī)床有限公司，展出GMC2580u橋式龍門(mén)五軸鏜銑加工中心，配置意大利菲迪亞雙擺角銑頭，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)功能。該機(jī)床工作臺(tái)尺寸2500×8000mm，主軸轉(zhuǎn)速24

38、0-24000r/min，主電機(jī)功率42/55KW，主軸頭B軸轉(zhuǎn)角+95°-110°，C軸轉(zhuǎn)角±200°。機(jī)床采用高架式橫梁移動(dòng)布局型式，主軸轉(zhuǎn)速高，功率大，是航空航天工業(yè)的鈦合金框架零件和大型壁板模具加工的理想設(shè)備。</p><p>　　在同一展會(huì)上，沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)的沈陽(yáng)第一機(jī)床廠和并購(gòu)的德國(guó)希斯公司聯(lián)合生產(chǎn)制造的GTM320140龍門(mén)移動(dòng)式車銑加工中心，產(chǎn)品配置復(fù)合旋轉(zhuǎn)工

39、作臺(tái)和水平移動(dòng)龍門(mén)，工作臺(tái)最大加工直徑3200mm，工作臺(tái)轉(zhuǎn)速車/銑0-180/0-4r/min，工作臺(tái)及X/Z軸均采用靜壓導(dǎo)軌，機(jī)床為內(nèi)鑲滑枕結(jié)構(gòu)，鏜銑滑枕截面280×240mm，并采用雙主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，鏜銑主軸電機(jī)52KW，鏜銑主軸轉(zhuǎn)速（1檔/2檔）520/3150r/min。該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)車銑復(fù)合加工功能，也反映了國(guó)產(chǎn)龍門(mén)加工中心和數(shù)控龍門(mén)鏜銑床開(kāi)始向復(fù)合化功能發(fā)展。 </p><p>　　1.2 本

40、題目的背景和意義和主要任務(wù)</p><p>　　1.2.1 數(shù)控加工中心的背景和意義</p><p>　　加工中心的基本概念  在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上，如果再配以刀具庫(kù)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)，就構(gòu)成加工中心[2]。加工中心的特點(diǎn)是它的刀具庫(kù)能存放幾十把甚至更多的刀具，由程序控制換刀機(jī) 構(gòu)自動(dòng)調(diào)用與更換，這樣就可以在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下，一次完成很多工藝內(nèi)容。加工中心是一種備有刀庫(kù)并能自動(dòng)更

41、換刀具對(duì)工件進(jìn)行許多工序加工的數(shù)控機(jī) 床。在加工中心上，工件經(jīng)一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔 助功能，依次完成工件一個(gè)或幾個(gè)面上多工序的加工。加工中心能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測(cè)量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間，減少工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí) 間，使機(jī)床的切削利用率（切削時(shí)間和開(kāi)放時(shí)間之比）可達(dá)80%以上，高于普通機(jī)床3-4倍。尤其是在加工形狀比較復(fù)雜

42、，精度要求較高、品種更換頻繁的零件 時(shí)，加工中心更體現(xiàn)出良好的加工效果。所以說(shuō)，加工中心不僅提高了工件的加工精度，而且是數(shù)控機(jī)床中生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度最高的綜合性機(jī)床。加工中心最先是 在鏜銑類機(jī)床上發(fā)展起來(lái)的，可稱為鏜銑加工中心，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為加工中心。</p><p>　　1.2.2 課題的主要任務(wù)：</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的數(shù)控車床的主要參數(shù)如下：</p><

43、p>　　主軸轉(zhuǎn)速：50~2500r/min；電機(jī)功率：18.5Kw；電機(jī)型號(hào)：Y200L1—6</p><p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最高轉(zhuǎn)速3000r/min</p><p>　　變速類型：無(wú)級(jí)變速。</p><p>　　課題研究的主要內(nèi)容包括：</p><p>　　1. 查閱文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；</p&

44、gt;<p>　　2. 尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)的確定；</p><p>　　3. 運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)；</p><p>　　4. 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及零部件的3D建模；</p><p>　　5. 二維工程圖生成及運(yùn)動(dòng)仿真；</p><p>　　6. 外文資料翻譯及撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；</p><p>　　2

45、 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)概述</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)與普通機(jī)床比較，數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)。轉(zhuǎn)速高、功率大。它能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大功率切削和高速切削，實(shí)現(xiàn)高效率加工。</p><p>　　1變速范圍寬。數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般Rn>100,以保證加工時(shí)能選用合理的切削量，從而獲

46、得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。</p><p>　　2主軸變速迅速可靠。數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。由于直流和交流主軸電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)日益完善，所以不僅能夠方便的實(shí)現(xiàn)寬范圍無(wú)級(jí)變速，而且減少了中間傳遞環(huán)節(jié)，提高了變速控制的可靠性。</p><p>　　3主軸組件的耐磨性高，使傳動(dòng)系統(tǒng)具有良好的精度保持性。凡有機(jī)械摩擦的部位，如軸承，錐孔等

47、都有足夠的硬度，軸承處還有良好的潤(rùn)滑。</p><p>　　主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)停、變速、換向和制動(dòng)，以滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)要求。</p><p>　　2 主電機(jī)具有足夠的功率，全部機(jī)構(gòu)和元件具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以滿足機(jī)床的動(dòng)力要求。</p><p>　　3 主

48、傳動(dòng)的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗振性，熱變形和噪聲要小，傳動(dòng)效率要高，以滿足機(jī)床的工作性能要求。</p><p>　　4 操縱靈活可靠，調(diào)整維修方便，潤(rùn)滑密封良好，以滿足機(jī)床的使用要求。</p><p>　　5 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟(jì)性要求。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)配置方式</p><p>

49、;　　主傳動(dòng)系統(tǒng)主要有四種配置方式：</p><p>　　1帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 大中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式。通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸低速時(shí)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩特性要求。數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無(wú)級(jí)變速?；讫X輪的移位大都采用液壓缸加撥叉，或者直接采用由液壓缸帶動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2帶傳動(dòng)的主傳動(dòng) 這種傳動(dòng)主

50、要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與噪聲。適用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。常用V帶或同步齒形帶。</p><p>　　3用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸 這是上述兩種方案的結(jié)合，具有上述兩種性能。高速時(shí)電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)；低速時(shí)，另一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)兩級(jí)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)

51、大了變速范圍，克服了低速時(shí)轉(zhuǎn)矩不夠且電動(dòng)機(jī)功率不能充分利用的缺陷。</p><p>　　內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 該主傳動(dòng)方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效的提高了主軸部件的剛度，但主軸轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸影響較大。</p><p>　　綜上所述，我認(rèn)為選取第一種配置較為合理，因?yàn)樵摲N配置應(yīng)用較為廣泛并且滿足數(shù)控立式加工中心的設(shè)計(jì)要求，有足夠的變速范圍。</p>

52、<p><b>　　主傳動(dòng)系統(tǒng)的類型</b></p><p><b>　　1 按動(dòng)力源的類型</b></p><p>　　可分為交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中又可分為單速交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、調(diào)速交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。調(diào)速交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)又有多速交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和變頻交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。</p><p><

53、;b>　　2 按傳動(dòng)裝置類型</b></p><p>　　可分為機(jī)械傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)裝置、電氣傳動(dòng)裝置以及它們的組合。</p><p><b>　　3 按變速的連續(xù)性</b></p><p>　　可分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)</p><p>　　無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可以在一定的變速范圍內(nèi)連續(xù)改變轉(zhuǎn)速，以便

54、得到最有利的切削速度；能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，便于實(shí)現(xiàn)變速自動(dòng)化；能在負(fù)載下變速，便于車削大斷面時(shí)保持恒定的切削速度。以提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可由機(jī)械摩擦無(wú)級(jí)變速器、液壓無(wú)級(jí)變速器和電氣無(wú)級(jí)變速器實(shí)現(xiàn)。機(jī)械摩擦無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠，常用在中小型車床，銑床等主傳動(dòng)中。液壓無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)換向沖擊小，易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，常用于主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床。電氣無(wú)級(jí)變速器有直流電動(dòng)機(jī)和交流調(diào)速電機(jī)兩種，由于可以大大簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，

55、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速、連續(xù)變速和負(fù)載下變速，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其在數(shù)控機(jī)床上，目前幾乎都采用電氣變速。</p><p><b>　　主軸組件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　組件設(shè)計(jì)基本要求：</b></p><p>　　旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、溫升和熱變形、精度保持性。</p><p><

56、;b>　　主軸的構(gòu)造：</b></p><p>　　通用機(jī)床主軸端部結(jié)構(gòu)形狀示意圖如圖2.1</p><p>　　圖2.1 主軸端部結(jié)構(gòu)形狀示意圖</p><p><b>　　應(yīng)用范圍：銑床</b></p><p>　　應(yīng)用特點(diǎn): 7：24錐孔作定位面，供安裝銑刀或銑刀心軸的尾椎，再用拉桿從主軸后端拉

57、緊，四個(gè)螺孔供安裝端銑刀用，兩個(gè)長(zhǎng)槽供安裝端面鍵以傳遞扭矩。</p><p>　　2.2 主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.轉(zhuǎn)速圖的擬定</b></p><p>　　分析和設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)須應(yīng)用一種特殊線圖，稱為轉(zhuǎn)速圖。</p><p>　　轉(zhuǎn)速圖能夠清楚的表達(dá)出：傳動(dòng)軸的數(shù)目，主軸及各傳動(dòng)軸的傳動(dòng)級(jí)數(shù)、

58、轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線，變速組的個(gè)數(shù)、傳動(dòng)順序及擴(kuò)大順序，各變速組的傳動(dòng)副數(shù)及其傳動(dòng)比數(shù)值，變速規(guī)律等。</p><p>　　根據(jù)最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速確定變速范圍，選擇合適的公比后再確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z，繪制轉(zhuǎn)速圖。</p><p>　?。?）確定主軸的變速范圍</p><p>　?。?）確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速</p><p>　　由于數(shù)控機(jī)床主軸的變速范圍

59、大，計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)比計(jì)算值高些，所以圓整取計(jì)算轉(zhuǎn)速。</p><p>　?。?）確定主軸的恒功率變速范圍</p><p>　　（4）確定電動(dòng)機(jī)所能夠提供的恒功率變速范圍</p><p>　　由于，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸不能滿足恒功率變速要求，因此需要串聯(lián)一個(gè)有級(jí)變速箱，以滿足主軸的恒功率調(diào)速范圍。</p><p>　?。?）串聯(lián)分級(jí)變速箱的變速范圍&

60、lt;/p><p>　?。?）確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z</p><p><b>　　取Z=4</b></p><p><b>　　按Z=4算 取。</b></p><p>　　（7）擬定轉(zhuǎn)速圖和功率圖如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2(a) 轉(zhuǎn)速圖

61、 圖2.2（b）功率圖</p><p><b>　　2．齒輪齒數(shù)的確定</b></p><p>　?。?）Ⅰ軸與Ⅱ軸的之間齒輪的齒數(shù)</p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　根據(jù)上式求得</b></p><p>　

62、?。?）Ⅱ軸與Ⅲ軸之間的齒輪的齒數(shù)</p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　根據(jù)上式求得</b></p><p>　　且 ，所以滿足要求。</p><p><b>　　取 </b></p><p><b

63、>　　根據(jù)上式求得</b></p><p>　　且 ，所以滿足要求。</p><p><b>　　3.繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖</b></p><p>　　根據(jù)上述求出的齒輪齒數(shù)繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2.3：</p><p>　　圖2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　（2）各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速的

64、確定</p><p>　　主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速確定后，就可以從轉(zhuǎn)速圖上得出各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，對(duì)于上述轉(zhuǎn)速圖可得各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：</p><p><b>　?、褫S Ⅱ軸</b></p><p>　　5.估算各傳動(dòng)軸的軸徑</p><p>　　根據(jù)傳動(dòng)軸傳動(dòng)的功率大小，用扭轉(zhuǎn)剛度公式進(jìn)行初步的計(jì)算。</p>

65、<p><b>　　（2.1）</b></p><p>　　式中 d——受扭部分的最小直徑（mm），計(jì)算值贏圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列；</p><p>　　K——鍵槽系數(shù)，按表選取；</p><p>　　A——根據(jù)許用扭轉(zhuǎn)角確定的系數(shù)，按表2.1選??；</p><p>　　P——電動(dòng)機(jī)額定功率（KW）；<

66、/p><p>　　——從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的軸的機(jī)械效率，見(jiàn)表2.2；</p><p>　　——被估算的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。</p><p>　　表2.1 估算軸徑時(shí)A和K值</p><p>　　表2.2 各傳動(dòng)機(jī)械效率的概略值</p><p>　　由于各傳動(dòng)軸屬于一般傳動(dòng)軸，所以取，所對(duì)應(yīng)的，電動(dòng)機(jī)的額定功率。&

67、lt;/p><p>　?。?）Ⅰ軸軸徑的估算 </p><p>　　由于Ⅰ軸上采用花鍵：差表K=0.93，A=83</p><p><b>　　且</b></p><p><b&g

68、t;　　取。</b></p><p>　?。?）Ⅱ軸軸徑的估算</p><p>　?、蜉S上采用花鍵，查表K=0.93，A=83</p><p><b>　　且</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　?。?）Ⅲ軸軸徑的估算</p&g

69、t;<p>　　查表K=1.05，A=110</p><p><b>　　且</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　6.齒輪模數(shù)的估算</b></p><p>　　模數(shù)的估算公式如式：</p><p>

70、　　。。。。。。。。。。。。。。。。。（2.2）</p><p>　　式中 ——按解除疲勞強(qiáng)度估算的齒輪模數(shù)（mm），應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　P——電動(dòng)機(jī)額定功率（KW）；</p><p>　　——被估算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　　u——大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，u>1，外嚙合為“+”號(hào)，內(nèi)嚙合為

71、“-”號(hào)；</p><p><b>　　Z——小齒輪齒數(shù)；</b></p><p>　　——齒寬系數(shù)，，B為齒寬，m為模數(shù)；</p><p>　　——許用接觸應(yīng)力（MPa）。查表。（見(jiàn)參考文獻(xiàn)[8]）</p><p>　　根據(jù)表2.3選擇40鋼（整體淬火），其接觸應(yīng)力，取，由公式來(lái)確定各對(duì)齒輪的模數(shù)：</p>

72、<p><b>　　第一對(duì)齒輪：</b></p><p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)值。</b></p><p><b>　?。?）第二對(duì)齒輪：</b></p><p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)值。</b></p><p>　　3 主傳動(dòng)系統(tǒng)的三維建模&

73、lt;/p><p>　　3.1 Ⅰ軸的3D建模：</p><p><b>　　Ⅰ軸建模步驟如下：</b></p><p>　　點(diǎn)擊，選擇基準(zhǔn)面，然后確定。畫(huà)出一個(gè)圓形，并約束圓的中心位置以及其尺寸。完成以后點(diǎn)擊。點(diǎn)擊，選擇拉伸面，輸入數(shù)值，點(diǎn)擊。在拉伸后的圓柱體上創(chuàng)建草圖。畫(huà)出花鍵軸的橫向剖面輪廓圖，點(diǎn)擊確定。完成草圖。通過(guò)拉伸，選擇花鍵軸橫向剖

74、面，輸入拉伸數(shù)值。在拉伸后的花鍵軸上創(chuàng)建草圖，繪制出一周另一端軸的直徑圓。完成草圖。點(diǎn)擊拉伸選項(xiàng)，輸入拉伸數(shù)值后，點(diǎn)擊確定。單機(jī)，輸入偏執(zhí)數(shù)值，點(diǎn)擊要倒角的邊，單機(jī)。完成后，單機(jī)割槽按鈕，出現(xiàn)如圖3.1對(duì)話框。點(diǎn)擊舉行切槽。選擇切槽的平面，并設(shè)置切槽直徑與寬度，最后定位槽。點(diǎn)擊確定。</p><p>　　圖3.1 溝槽對(duì)話框</p><p>　　繪制后如圖3.2所示：</p>

75、<p><b>　　圖3.2 Ⅰ軸模型</b></p><p>　　3.2 Ⅰ軸上零件的3D建模：</p><p><b>　　齒輪建模步驟如下：</b></p><p>　　單機(jī)，點(diǎn)擊建模，進(jìn)入建模環(huán)境。同時(shí)按住鍵盤(pán)上Ctrl與G鍵。調(diào)出齒輪自動(dòng)生成軟件：選擇，雙擊。出現(xiàn)如圖3.3對(duì)話框，設(shè)置齒輪齒數(shù)，模數(shù)

76、，壓力角，以及其余相關(guān)數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖3.3 齒輪參數(shù)對(duì)話框</p><p>　　設(shè)置數(shù)據(jù)完成后，單擊按鈕，設(shè)置有無(wú)鍵槽。在生成后的齒輪面上創(chuàng)建草圖，繪制出齒輪上的圓臺(tái)直徑輪廓，之后完成草圖。拉伸完成的草圖，設(shè)置拉伸高</p><p>　　度。在拉伸后的圓柱體上端面創(chuàng)建草圖，繪制出花鍵槽的草圖，如繪制一軸時(shí)的步驟相同，完成草圖的繪制以后點(diǎn)擊拉伸選項(xiàng)，設(shè)

77、置拉伸數(shù)值，單擊求差，點(diǎn)擊反響拉伸，選擇求差實(shí)體，單擊應(yīng)用。</p><p>　?、褫S齒輪齒數(shù)為30的齒輪如圖3.4所示：</p><p><b>　　圖3.4 齒輪1</b></p><p>　?、褫S齒輪齒數(shù)為30的齒輪如圖圖3.5所示：</p><p><b>　　圖3.5 齒輪2</b><

78、;/p><p>　　Ⅰ軸軸承3D建模步驟如下：</p><p>　　單擊，選擇建模，進(jìn)入建模環(huán)境。單擊中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。出現(xiàn)如圖3.6所示對(duì)話框。</p><p>　　圖3.6 中國(guó)國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù) 圖3.7 軸承類型對(duì)話框</p><p>　　點(diǎn)擊，出現(xiàn)如圖3.7對(duì)話框。選擇，選擇軸承的型號(hào)（內(nèi)徑外徑與厚度）。選

79、擇后點(diǎn)擊確定選項(xiàng)。生成如圖3.8所示的軸承：</p><p><b>　　圖3.8 軸承1</b></p><p>　　Ⅰ軸軸承2如圖3.9所示：</p><p><b>　　圖3.9 軸承2</b></p><p>　?、褫S彈性擋圈如圖3.10所示：</p><p>　　

80、因?yàn)閺椥該跞σ彩菢?biāo)準(zhǔn)件，所以畫(huà)法與軸承相似，這里不再說(shuō)畫(huà)法。</p><p>　　圖3.10 Ⅰ軸彈性擋圈</p><p>　?、褫S裝配圖裝配方法如下：</p><p>　　首先進(jìn)入裝配環(huán)境，單擊起始，選擇建模。點(diǎn)擊，彈出如圖3.11所示對(duì)話框，點(diǎn)擊，調(diào)出Ⅰ軸模型，點(diǎn)擊確定。再次點(diǎn)擊添加現(xiàn)有組建按鈕，彈出如圖3.11所示對(duì)話框，點(diǎn)擊選擇部件文件，調(diào)出Ⅰ軸齒輪1，彈出

81、如圖3.12所示對(duì)話框，再次點(diǎn)擊確定彈出如圖3.13所示對(duì)話框。單擊（對(duì)齊）按鈕，選擇如圖3.14所示平面，然后點(diǎn)擊如圖3.15所示Ⅰ軸圓柱面，從而確定齒輪與Ⅰ軸同軸，點(diǎn)擊確定按鈕。為保證齒輪1在Ⅰ軸上不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，點(diǎn)擊配對(duì)按鈕，選擇如圖3.16所示平面，在選擇如圖3.17所示平面，點(diǎn)擊應(yīng)用按鈕，完成后點(diǎn)擊確定。為了保證齒輪在軸承上的位置，點(diǎn)擊按鈕，選擇如圖3.18所示平面，在選擇如圖3.19所示平面，輸入距離數(shù)值，點(diǎn)擊確定。Ⅰ軸其余組件裝

82、配方式與前邊介紹的裝配定位方式大致相同，在此不做過(guò)多解說(shuō)。</p><p>　　圖3.11 部件對(duì)話框 圖3.12 添加組件對(duì)話框</p><p>　　圖3.13 裝配配對(duì)對(duì)話框 </p><p>　　圖3.14 對(duì)齊面圖（a）

83、 圖3.15 對(duì)齊面圖（b）</p><p>　　圖3.16 配對(duì)面（a） 圖3.17 配對(duì)面（b）</p><p>　　圖3.18 定位參考面 圖3.19 定位參考面（b）</p><p>　?、褫S裝配圖如圖3.20所示：</p><p>　　

84、圖3.20 Ⅰ軸裝配圖</p><p>　?、蜉S，主軸及軸上零件的畫(huà)法與裝配與Ⅰ軸的畫(huà)法和裝配一致。以后不在做過(guò)多解說(shuō)</p><p>　　3.3 Ⅱ軸及軸上零件的設(shè)計(jì)及建模</p><p>　　3.3.1 Ⅱ軸的3D建模：</p><p>　　Ⅱ軸模型如圖3.21所示：</p><p><b>　　圖3

85、.21 Ⅱ軸</b></p><p>　　3.3.2 Ⅱ軸上零件的3D建模：</p><p>　?、蜉S齒輪齒數(shù)為60的齒輪如圖3.22所示：</p><p><b>　　圖 3.22齒輪1</b></p><p>　?、蜉S齒輪齒數(shù)為27的齒輪如圖3.23所示：</p><p><

86、;b>　　圖3.23 齒輪2</b></p><p>　?、蜉S軸承如圖3.24，圖3.25及3.26所示：</p><p><b>　　圖3.24軸承1</b></p><p><b>　　圖3.25軸承2</b></p><p><b>　　圖3.26軸承3</b

87、></p><p>　　3.3.3 Ⅱ軸裝配圖</p><p>　?、蜉S裝配圖如圖3.27所示：</p><p>　　圖3.27 Ⅱ軸裝配圖</p><p>　　3.2.4 齒輪上撥叉的3D建模：</p><p>　　撥叉如下圖3.28所示：</p><p><b>　　圖3

88、.28撥叉</b></p><p>　　液壓缸裝配圖如圖3.29所示：</p><p>　　圖3.29 液壓缸裝配圖</p><p>　　3.4 主軸及軸上零件的3D建模：</p><p><b>　　3.4.1 主軸</b></p><p>　　主軸3D模型如圖3.30所示：&l

89、t;/p><p><b>　　圖3.30 主軸</b></p><p>　　主軸蝶形彈簧如圖3.31所示：</p><p>　　圖3.31 主軸蝶形彈簧</p><p>　　主軸卡刀如圖3.32所示：</p><p>　　圖3.32 主軸卡刀</p><p>　　3.4.2

90、主軸裝配</p><p>　　主軸裝配如圖3.33及圖3.34所示：</p><p>　　圖3.33 主軸裝配圖</p><p>　　圖3.34主軸裝配圖（透視圖）</p><p>　　3.5 箱體的3D建模</p><p>　　箱體如圖3.35所示：</p><p><b>　　圖

91、3.35箱體</b></p><p><b>　　3.6 總裝配圖</b></p><p>　　3.6.1 總裝配圖</p><p>　　總裝配圖如圖3.36，圖3.37及圖3.38所示：</p><p>　　圖3.36總裝配圖（俯視圖）</p><p><b>　　圖3

92、.37總裝配圖</b></p><p>　　圖3.38總裝配圖（主視圖）</p><p><b>　　4 傳動(dòng)件的校核</b></p><p>　　4.1 傳動(dòng)軸的彎矩校核</p><p>　　4.1.1 Ⅰ軸的受力分析</p><p>　　Ⅰ軸受力分析如下圖4.1所示：<

93、/p><p><b>　　圖4.1受力分析圖</b></p><p>　　簡(jiǎn)化Ⅰ軸為簡(jiǎn)支梁如圖4.2所示：</p><p><b>　　圖4.2簡(jiǎn)支梁圖</b></p><p><b>　　計(jì)算軸的當(dāng)量直徑：</b></p><p>　　4.1.2 計(jì)算撓

94、度和偏轉(zhuǎn)角</p><p>　　1 撓度： </p><p><b>　　由公式得:</b></p><p><b>　　由公式得：</b></p><p>　　簡(jiǎn)支梁如圖4.3所示：</p><p><b>　　圖4.3簡(jiǎn)支梁圖</b><

95、/p><p>　　（2） 簡(jiǎn)支梁如圖4.4所示：</p><p><b>　　圖4.4簡(jiǎn)支梁圖</b></p><p>　　因?yàn)檩S的許用撓度，而</p><p>　　，所以軸的撓度合格。</p><p><b>　　2 計(jì)算偏轉(zhuǎn)角</b></p><p>

96、<b>　　所以</b></p><p>　　因?yàn)槠D(zhuǎn)角許用值，而</p><p><b>　　所以偏轉(zhuǎn)角合格。</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　因?yàn)槠D(zhuǎn)角許用值，而</p><p><b>　　所以偏轉(zhuǎn)角

97、合格。</b></p><p>　　4.2.1 Ⅱ軸傳動(dòng)件的受力分析</p><p>　?、蜉S受力分析如下圖4.5所示：</p><p><b>　　圖4.5受力分析圖</b></p><p>　　簡(jiǎn)化Ⅱ軸為簡(jiǎn)支梁如圖4.6所示：</p><p><b>　　圖4.6簡(jiǎn)支梁

98、圖</b></p><p><b>　　計(jì)算軸的當(dāng)量直徑：</b></p><p>　　4.2.2 計(jì)算撓度和偏轉(zhuǎn)角</p><p>　　1 撓度： </p><p><b>　　由公式得:</b></p><p><b>　　由公式得：<

99、;/b></p><p>　　簡(jiǎn)支梁如圖4.7所示：</p><p><b>　　圖4.7簡(jiǎn)支梁圖</b></p><p>　?。?） 簡(jiǎn)支梁如圖4.8所示：</p><p><b>　　圖4.8簡(jiǎn)支梁圖</b></p><p>　　因?yàn)檩S的許用撓度，而</p&g

100、t;<p>　　，所以軸的撓度合格。</p><p><b>　　2 計(jì)算偏轉(zhuǎn)角</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　因?yàn)槠D(zhuǎn)角許用值，而</p><p><b>　　所以偏轉(zhuǎn)角合格。</b></p><p&g

101、t;<b>　　所以</b></p><p>　　因?yàn)槠D(zhuǎn)角許用值，而</p><p><b>　　所以偏轉(zhuǎn)角合格。</b></p><p>　　4.3.1 主軸傳動(dòng)件的受力分析</p><p>　　主軸受力分析如下圖4.9所示：</p><p><b>　　圖4

102、.9受力分析圖</b></p><p>　　簡(jiǎn)化主軸為簡(jiǎn)支梁如圖4.10所示：</p><p><b>　　圖4.10簡(jiǎn)支梁圖</b></p><p><b>　　計(jì)算軸的當(dāng)量直徑：</b></p><p>　　4.3.2 計(jì)算撓度和偏轉(zhuǎn)角</p><p>　　

103、1 撓度： </p><p><b>　　由公式得:</b></p><p><b>　　由公式得：</b></p><p>　　簡(jiǎn)支梁如圖4.11所示：</p><p><b>　　圖4.11簡(jiǎn)支梁圖</b></p><p>　?。?） 簡(jiǎn)支梁

104、如圖4.12所示：</p><p><b>　　圖4.12簡(jiǎn)支梁圖</b></p><p>　　因?yàn)檩S的許用撓度，而</p><p>　　，所以軸的撓度合格。</p><p>　　4.2 齒輪的校核</p><p>　　接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為：</p><p>　　彎曲應(yīng)力

105、的驗(yàn)算公式為：</p><p>　　式中：——齒輪傳遞的功率（KW）; ,</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)的額定功率（KW）；</p><p>　　——從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算齒輪的機(jī)械效率；</p><p>　　——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速；</p><p>　　——初算的齒輪模數(shù)；</p><p><b

106、>　　——齒寬（mm）；</b></p><p><b>　　——小齒輪齒數(shù)；</b></p><p>　　——大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，，“+”號(hào)用于外嚙合，“-”號(hào)用于內(nèi)嚙合；</p><p><b>　　——壽命系數(shù)：</b></p><p>　　——工作期限系數(shù)： </

107、p><p>　　——齒輪在機(jī)床工作期限內(nèi)的總工作時(shí)間（h），對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為，為變速組的傳動(dòng)副數(shù)；</p><p>　　——齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　　——基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，查表4.1 （見(jiàn)參考文獻(xiàn)【8】）</p><p>　　——疲勞曲線之

108、書(shū)，查表4.1 （見(jiàn)參考文獻(xiàn)【8】）</p><p>　　——速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表4.2 （見(jiàn)參考文獻(xiàn)【8】）</p><p>　　——功率利用系數(shù)，查表4.3 （見(jiàn)參考文獻(xiàn)【8】）</p><p>　　——材料強(qiáng)化系數(shù)，查表4.4

109、 （見(jiàn)參考文獻(xiàn)【8】）</p><p>　　的極限值,查表4.5。當(dāng)時(shí)，則??；當(dāng)時(shí)，??；</p><p>　　——工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，?。?lt;/p><p>　　——?jiǎng)虞d荷系數(shù)，查表4.6 （見(jiàn)參考文獻(xiàn)【8】）</p><p>　　——齒向載荷分布系數(shù)，查表

110、4.7 （見(jiàn)參考文獻(xiàn)【8】）</p><p>　　——標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表4.8 （見(jiàn)參考文獻(xiàn)【8】）</p><p>　　——許用接觸應(yīng)力（MPa）。</p><p>　　——許用彎曲應(yīng)力（MPa）。</p><p><b>　　齒輪接觸應(yīng)力的計(jì)算</b>&l

111、t;/p><p>　　由公式校核齒輪的接觸應(yīng)力。</p><p><b>　　其中：，，，，，</b></p><p><b>　　由公式來(lái)確定</b></p><p><b>　　由表4.1查得</b></p><p><b>　　而</b

112、></p><p><b>　　由轉(zhuǎn)速圖知</b></p><p>　　由表4.2得，由表4.3得，由表4.4得</p><p>　　由表4.5確定，由表4.6得，由表4.7得，由表4.8得，最后取，則：</p><p>　　所以，齒輪的接觸應(yīng)力滿足要求。</p><p>　　（2）齒輪彎曲

113、應(yīng)力的驗(yàn)算</p><p><b>　　由公式進(jìn)行計(jì)算</b></p><p><b>　　其中：，，</b></p><p><b>　　由表4.1可查得：</b></p><p>　　由表4.2可知，由表4.3可知，由表4.4可知</p><p>&

114、lt;b>　　由表4.5確定則：</b></p><p>　　所以，彎曲應(yīng)力滿足要求。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)UG三維制圖，畫(huà)出數(shù)控加工中心的主傳動(dòng)系統(tǒng)，由于對(duì)三維制圖的使用方法不是很熟練，所以在畫(huà)圖過(guò)程中有很多困難的地方。多虧了許老師的悉心指導(dǎo)，讓我能順利的完成畢業(yè)

115、設(shè)計(jì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我了解到三維軟件是現(xiàn)代化制圖必須的工具，而運(yùn)用UG制圖也是必不可缺少的一部分，由于學(xué)習(xí)軟件的時(shí)間有限，對(duì)相關(guān)的UG軟件的導(dǎo)圖方法掌握不深，對(duì)其中的高級(jí)功能的利用不夠熟練，所以對(duì)UG的學(xué)習(xí)待于進(jìn)一步提高。</p><p>　　通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我完成了數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)中各種參數(shù)的確定。以及運(yùn)動(dòng)方案與傳動(dòng)方案的確定。通過(guò)零部件以及裝配圖完成UG3D建模。在3D建模后，導(dǎo)出了CAD二維圖。但是

116、由于在運(yùn)用UG軟件能力上的不足，以至于未完成運(yùn)動(dòng)仿真。通過(guò)我校圖書(shū)館的外文文獻(xiàn)檢索庫(kù)，完成了外文資料的翻譯。</p><p>　　當(dāng)今是數(shù)控的年代，數(shù)控加工中心是今后科學(xué)發(fā)展和時(shí)代進(jìn)步的必需品。我國(guó)很缺乏這方面的人才，而且在數(shù)控方面，硬件設(shè)備有待于提高。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　光的流逝也許是客觀的，然而流

117、逝的快慢卻純是一種主觀的感受。當(dāng)自己終于可以從找工作、畢業(yè)論文的壓力下解脫出來(lái)，長(zhǎng)長(zhǎng)地吁出一口氣時(shí)，我忽然間才意識(shí)到，原來(lái)四年已經(jīng)過(guò)去，到了該告別的時(shí)候了。一念至此，竟有些恍惚，所謂白駒過(guò)隙、百代過(guò)客云云，想來(lái)便是這般惆悵了。 </p><p>　　可是悵然之后，總要說(shuō)些什么。大學(xué)四年，生活其實(shí)很簡(jiǎn)單，只是一些讀書(shū)、寫(xiě)字和考試的周而復(fù)始。如果把這種單調(diào)的生活看作一場(chǎng)場(chǎng)循環(huán)的演出，那么我只是一個(gè)安靜的演員。這篇

118、畢業(yè)論文也稱不上什么精彩的臺(tái)詞，只不過(guò)是這種循環(huán)演出即將告一段落時(shí)的謝幕詞。但是無(wú)論多么蹩腳的演員，無(wú)論臺(tái)下有多少觀眾，即使是只說(shuō)給自己聽(tīng)，在他謝幕時(shí)也總要感激一些人，是這些人幫助他走上舞臺(tái)，成功或者不那么成功地“演出”。 </p><p>　　我在這里首先要感謝的是我的學(xué)位論文指導(dǎo)老師——xx老師。這篇畢業(yè)論文從開(kāi)題、資料查找、修改到最后定稿，如果沒(méi)有他的心血，尚不知以何等糟糕的面目出現(xiàn)。我很自豪有這樣一位老

119、師，他值得我感激和尊敬。 </p><p>　　感謝和我共度四年美好大學(xué)生活的xx班的全體同學(xué)。感謝機(jī)械學(xué)院的所有授課老師，你們使我終身受益。感謝所有關(guān)心、鼓勵(lì)、支持我的家人、親戚和朋友。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 鞏云鵬 田萬(wàn)祿 張祖立 黃秋波. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 第一版 東北大學(xué)出版社 2

120、000 年12月</p><p>　　[2] 馮辛安 關(guān)慧貞. 機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì) 第三版 機(jī)械工業(yè)出版社 2009年11月</p><p>　　[3] 秦大同 謝里陽(yáng). 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三卷 化學(xué)工業(yè)出版社 2010年10月</p><p>　　[4] 聞邦春. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第五卷 機(jī)械工業(yè)出版社 2009年4月</p>&l

121、t;p>　　[5] 劉文波 段智敏 陳白寧. 第一版 東北大學(xué)出版社 2006年8月</p><p>　　[6] 紀(jì)名剛 濮良貴. 第八版 高等教育出版社 2006年5月</p><p>　　[7] 盧秉恒. 第三版 機(jī)械工業(yè)出版社 2007年12月</p><p>　　[8] 許立福 張志軍 于宏 張曉.第一版 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 沈陽(yáng)理工大學(xué) 2009年11月

122、</p><p>　　[9] 楊裕根 諸世敏．現(xiàn)代工程圖學(xué)．第3版．北京郵電大學(xué)出版社，2008年4月</p><p>　　[10] 測(cè)量公差與測(cè)量技術(shù)/張玉，劉平主編—3版，沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2006.8</p><p><b>　　附錄A 英文翻譯</b></p><p><b>　　附錄B

123、 中文翻譯</b></p><p>　　一個(gè)先進(jìn)的診斷專家系統(tǒng)數(shù)控加工中心</p><p>　　當(dāng)今診斷專家系統(tǒng)的領(lǐng)域變得更大和更復(fù)雜，純粹不再關(guān)聯(lián)的方法是適當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法。這種情況的一個(gè)很好的例子是確診診斷過(guò)程，具有豐富的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)控加工中心必須在系統(tǒng)中反映。在這篇文章中，我們描述了三種方式擴(kuò)大傳統(tǒng)專家系統(tǒng)架構(gòu)。首先，我們的系統(tǒng)采用了加工中心除了生產(chǎn)規(guī)則的結(jié)構(gòu)模型。其次，我