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)演示含proe三維及10張CAD圖,ca6140,車床,傳動(dòng)系統(tǒng),操縱,機(jī)構(gòu),三維,建模,動(dòng)態(tài),演示,proe,10,cad ? 花鍵軸II上的雙聯(lián)滑移齒輪和花鍵軸III上的三聯(lián)滑移齒輪用一個(gè)手柄操縱。其操縱機(jī)構(gòu)，變速手柄每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，變換全部6種轉(zhuǎn)速，故手柄共均布的6個(gè)位置。變速手柄裝在主軸箱的前壁上，通過鏈轉(zhuǎn)動(dòng)軸4上裝有盤形凸輪和曲柄。凸輪上有一個(gè)條封閉的曲線槽，由兩段不同半徑的圓弧和直線組成。凸輪上有1~6六個(gè)變速位置，曲柄上端的滾子處于凸輪槽曲線的大半徑圓弧處。曲柄經(jīng)撥叉將花鍵軸II上的雙聯(lián)滑移齒輪移向左端位置。位置4、5、6則將雙聯(lián)滑移齒輪移向右端位置。曲柄隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)撥叉撥動(dòng)軸III上的三聯(lián)齒輪，使它處于左、中、右三個(gè)位置。順次地轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，就可使兩個(gè)滑移齒輪的位置實(shí)現(xiàn)6個(gè)組合，使軸III得到6種轉(zhuǎn)速。 1 i 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)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，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 ii ABSTRACT Enable 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. 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 and 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 Chinas domestic and foreign institutions fried tea machine status, 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 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 bone, 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 difference 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 network iii 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 4 第一章 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、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： 5 （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)，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 6 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： 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) CA6140 主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如下： 7 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=0.42= 0.8Kw，式中 Ko 為載荷修正系數(shù) 由設(shè)計(jì)功率 0.8Kw 和 n =1500rmin ，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。 8 （2）確定鏈輪基圓直徑 dI= =42.736mmzpdsin180 d2= =42.736mmi （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)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，34 8.15062cosin12cosin21mi ahz （3.14） 式中， 齒頂高系數(shù)， 。 aah 取小齒輪齒數(shù) ，301z （3.15）8.496.12iz 取大齒輪齒數(shù) 。502z （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 m （3.16） （4）齒輪分度圓的直徑 mm 10251zd （3.17） mm 7 （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻(xiàn)3表 可知，910 齒頂高 9 mm 12 *mha （3.20） 齒頂圓直徑 mm 10462cos360cos1 d （3.21） mm 357122ah （3.22） 齒根高 mm 4.0 *mcaf （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24）9528.1365.1 Rd mm 1002 （3.25） （7）齒寬 由文獻(xiàn)2表 可知，314 mm 96.78.2.0Rb （3.26） （8）節(jié)圓周速度 m/s 48.10605314.6031ndv （3.27） 其他齒輪的計(jì)算后的結(jié)果圖紙上面已經(jīng)有注明。 （1）初步確定軸的直徑 mm （3.32） 45360npAd 根據(jù)工作條件，取 mm9d （2）傳動(dòng)軸受力分析 N （3.33） 4.513602.1mtTF N （3.34） 54.173062cos.4cos tggtr N 2in.in ta （3.35） 2.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 （3）繪制傳動(dòng)軸的受力簡圖，如圖所示，求支座反力 垂直面支反力： 由 ，得：0CM （3.36） 025732arBYFLR N13.6295.761/3024.13/62 由 ，得：0 N （3.37）.0.295.7BYrCYRF 水平面支反力： 由 ，得：M （3.38）032LtBZ N 02.13685.762412R 由 ，得： N （3.39） 5.9.3BZrCZF （4）作彎矩圖： 垂直面彎矩 圖：YM C 點(diǎn) Nmm （3.40）495.70825.613.29LRBY 水平面彎矩 圖：Z C 點(diǎn) Nmm （3.41）6.3.02BZ 合成彎矩 圖： C 點(diǎn) 圖 4.1 傳動(dòng)軸的受力簡圖 11 Nmm 153.6785.4780395.4702 22 CZYM （3.42） （5）作轉(zhuǎn)矩 T 圖： Nmm61.3 （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.0 MPa 3.14150.)26.9(3678)( 3252232 WTMc （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，601 ，故安全。1ca （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）27401.0.33dW3 抗扭截面系數(shù) mm （3.45）582T 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 Mpa （3.46） 6.7615.68 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 3201 截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47） 28.4.Wb 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa （3.48） 3.501T 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)1表 可知，1 MPa， MPa， MPa。640B27511 由文獻(xiàn)1 附表 可知，用插入法求出83 ， .k24.8.0 軸按精車加工，由文獻(xiàn)1 附圖 可知，表面質(zhì)量系數(shù)為：3 4. 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 1q 固得綜合系數(shù)為 （3.49） 9.284.02kK 12 43.218.024.1kK 由文獻(xiàn)1 ， 可知，碳鋼的特性系數(shù)3 取.0. 取5 5 所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） 34.01.289.71 mbKS （3.51） 2.9.503.4a （3.52） 5.1.72.19.2 SSca 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) mm903.0.3dW3 抗扭截面系數(shù) mm412T 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 MPa 628.57.65.678 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 320 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa .192.Wb 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 8.7430T 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23 ， ， 023.1dr 8.104dD ，5.3 又由文獻(xiàn)1附圖 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ，.q7. 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)1，附 為4 （3.53）87.1)05.2(83.1)(1k 6 由文獻(xiàn)1附圖 可得軸的截面形狀系數(shù)為23. 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 76.0 綜合系數(shù)為 41.38.05.71kK 13 84.1.076.21kK 所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 29.524.31 maS 6.483.0.87K 5.12.96.24.2 SSca 故該軸在截面 V 左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 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 3.1 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 根據(jù)以上工況可知： 力： 328016.tTFNd 徑向力： 2186.20679.3rtFgtgN 求垂直面的支反力 32311()186.79.3(5)314.62rrVFll232.4.10.rVr N 計(jì)算垂直彎矩： 314.6871092.aVmMFl m322()4.6(875)69.251096.nrl Nm 求水平面的支承力： 32311()90.23. ttHllF2386.7.65.1879.ttH N 計(jì)算、繪制水平面彎矩圖： 14 3165.9287109.aHmMFl Nm 323().(2875)902.5102.8ntl Nm 求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩： 從圖可見，m-m,n-n 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ）.62222()0.8(.61)6.eanTNmM2193.5m 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑： n-n 截面: 333126.07128.0.ebd m-m 截面: 3331.59.eb m 由于 ，所以該軸是安全的。420dmd 彎矩及軸的受力分析圖如下 傳動(dòng)軸的彎矩簡圖 3.2 傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核 （）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （1）接觸應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)4表 可知，齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即395 15 ubdKTZREH1)5.01(2 2 （3.28） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 計(jì)算載荷系數(shù) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)4表 可知，取251AK 平均分度圓直徑 mm 95.38.0136.01Rmd 平均分度圓圓周速度 m/s4694.nvm 由文獻(xiàn)4 圖 （a）可知，按 ，得 ；457.210z 2.1VK 由文獻(xiàn)4 圖 （b）可知，按 ，齒輪懸臂布置，7.3691db ；21.K 由文獻(xiàn)4表 可知， ；45.K 65.12.41VA 由文獻(xiàn)1表 可知，彈性系數(shù) ；608.9EZ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 49.20cos2incosin2HZ 計(jì)算得， MPa32.106.5.01369.728149.2 22RH （1） 接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)4 表 可知，許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即285 LVRWXNHPZSminl （3.29） 16 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPa601limH 最小安全系數(shù) 0.minHS 由文獻(xiàn)1，10-13可知，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 81 1046.9235166 hjLN 由文獻(xiàn)1 圖 10-19 可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， 87.01NZ 尺寸系數(shù) X 工作硬化系數(shù)，按 1.7032.1HBSW 潤滑油膜影響系數(shù)， 85LVRZ 計(jì)算得， MPa7.43.017.016HP （3）由于 MPa MPa，故安全。32.HP （）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （1）齒根應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)4表 可知，彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，即5 SFRFYmbdKT21).0( （3.30） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由文獻(xiàn)1表 可知， ， 51085.21FY 由文獻(xiàn)1表 可知， ， 4S 計(jì)算得， MPa85.42.1852.05123609.7.1 F 17 （2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)4表 可知，齒根許用應(yīng)力計(jì)算公式，即315 XNFSTHPYminl （3.31） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 彎曲疲勞極限 MPa30limF 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) .2STY 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) 4.1minF 彎曲疲勞壽命系數(shù) ，93.01NY96.02N 彎曲疲勞的尺寸系數(shù) 85.XY 計(jì)算得， MPaF .3.094.1230 （3）由于 MPa Mpa，故安全。858.1F 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 4.1 盤型凸輪的三維建模 18 4.2 傳動(dòng)鏈輪的三維建模 4.3 曲柄的三維建模 19 4.4 花鍵軸的三維建模 4.5 撥叉的三維建模 20 4.6 操縱機(jī)構(gòu)的三維建模 參考文獻(xiàn) 1 徐灝等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2、3冊(cè))M(第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 2 程悅蓀.拖拉機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)M.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1981 3 周紀(jì)良.拖拉機(jī)及類似車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991 21 4 吉林工業(yè)大學(xué)拖拉機(jī)教研室編.拖拉機(jī)的構(gòu)造M.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 1982 5 成大先主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 減（變）速箱 電機(jī)與電箱M. 北京：化學(xué) 工業(yè)出版社，1999 6 朱冬梅.畫法幾何及機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社，2000 7 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) M.北京：高等教育出版社，2002 8 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.北京：高等教育出版社，2002 9 劉勁.機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 10 陳立周.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法M.北京：冶金工業(yè)出版社，1985 11 拖拉機(jī) 編輯部主編.拖拉機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)和計(jì)算M.上海：上?？茖W(xué)技 術(shù)出版社，1980 12 周紀(jì)良.拖拉機(jī)變速箱結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)圖譜J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1979(2)： 47-63 13 周紀(jì)良，孔維恭，于瑞璽.拖拉機(jī)圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法的研究J.農(nóng)業(yè) 機(jī)械學(xué)報(bào)，1988（2）：32-39 14 高象平，李齊隆等 .拖拉機(jī)零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)M.廣州：廣東科技出版社， 1987 15 周紀(jì)良，孔維恭 .拖拉機(jī)直齒圓柱齒輪承載能力的研究和齒輪設(shè)計(jì)J.拖拉機(jī)， 1983（3）：12-21 16 Charles W. Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998. 17 UCT FAMILY UNDER STOCHASTIC TECHNOLOGICAL CHANGES. INT. J. PRODUCTION ECONOMICS 122 (2009) 567580 18 Queen Y. Beardsly, Regents Publishing Company,Inc,2003. 致 謝 在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這 期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷， 給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多 做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，實(shí)事求是 22 的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)， 必將終生受益。 經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激 動(dòng)。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的， 因?yàn)樗俏矣眯?、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體 現(xiàn)。 四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的能力，更重要 的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深 深的謝意與美好的祝愿。 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 時(shí)間過得真快啊，轉(zhuǎn)眼間四年時(shí)間都過去了，在這四年中，我學(xué)到了許多 專業(yè)知識(shí)，就拿這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)來說吧，我查閱了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)床 23 主軸箱操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我充分掌握了機(jī)床的設(shè)計(jì)方法和步驟，更重要的復(fù) 習(xí)所學(xué)專業(yè)的知識(shí)，以前總認(rèn)為學(xué)這些專業(yè)知識(shí)沒用，那是我太天真了，當(dāng)這 次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，它幫了我不少的忙，特別是機(jī)械制造工藝編制及實(shí)施這課 對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助特別大，都怪上課沒認(rèn)真聽講，導(dǎo)致做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要問比 我學(xué)的好的同學(xué)，通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)不是個(gè)壞事，是為了自 己的將來著想。 i 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)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，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 ii ABSTRACT Enable 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. 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 and 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 Chinas domestic and foreign institutions fried tea machine status, 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 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 bone, 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 difference 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 network iii 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 4 第一章 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、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： 5 （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)，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 6 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： 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) CA6140 主傳動(dòng)系統(tǒng)變速操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如下： 7 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=0.42= 0.8Kw，式中 Ko 為載荷修正系數(shù) 由設(shè)計(jì)功率 0.8Kw 和 n =1500rmin ，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。 8 （2）確定鏈輪基圓直徑 dI= =42.736mmzpdsin180 d2= =42.736mmi （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)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，34 8.15062cosin12cosin21mi ahz （3.14） 式中， 齒頂高系數(shù)， 。 aah 取小齒輪齒數(shù) ，301z （3.15）8.496.12iz 取大齒輪齒數(shù) 。502z （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 m （3.16） （4）齒輪分度圓的直徑 mm 10251zd （3.17） mm 7 （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻(xiàn)3表 可知，910 齒頂高 9 mm 12 *mha （3.20） 齒頂圓直徑 mm 10462cos360cos1 d （3.21） mm 357122ah （3.22） 齒根高 mm 4.0 *mcaf （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24）9528.1365.1 Rd mm 1002 （3.25） （7）齒寬 由文獻(xiàn)2表 可知，314 mm 96.78.2.0Rb （3.26） （8）節(jié)圓周速度 m/s 48.10605314.6031ndv （3.27） 其他齒輪的計(jì)算后的結(jié)果圖紙上面已經(jīng)有注明。 （1）初步確定軸的直徑 mm （3.32） 45360npAd 根據(jù)工作條件，取 mm9d （2）傳動(dòng)軸受力分析 N （3.33） 4.513602.1mtTF N （3.34） 54.173062cos.4cos tggtr N 2in.in ta （3.35） 2.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 （3）繪制傳動(dòng)軸的受力簡圖，如圖所示，求支座反力 垂直面支反力： 由 ，得：0CM （3.36） 025732arBYFLR N13.6295.761/3024.13/62 由 ，得：0 N （3.37）.0.295.7BYrCYRF 水平面支反力： 由 ，得：M （3.38）032LtBZ N 02.13685.762412R 由 ，得： N （3.39） 5.9.3BZrCZF （4）作彎矩圖： 垂直面彎矩 圖：YM C 點(diǎn) Nmm （3.40）495.70825.613.29LRBY 水平面彎矩 圖：Z C 點(diǎn) Nmm （3.41）6.3.02BZ 合成彎矩 圖： C 點(diǎn) 圖 4.1 傳動(dòng)軸的受力簡圖 11 Nmm 153.6785.4780395.4702 22 CZYM （3.42） （5）作轉(zhuǎn)矩 T 圖： Nmm61.3 （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.0 MPa 3.14150.)26.9(3678)( 3252232 WTMc （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，601 ，故安全。1ca （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）27401.0.33dW3 抗扭截面系數(shù) mm （3.45）582T 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 Mpa （3.46） 6.7615.68 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 3201 截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47） 28.4.Wb 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa （3.48） 3.501T 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)1表 可知，1 MPa， MPa， MPa。640B27511 由文獻(xiàn)1 附表 可知，用插入法求出83 ， .k24.8.0 軸按精車加工，由文獻(xiàn)1 附圖 可知，表面質(zhì)量系數(shù)為：3 4. 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 1q 固得綜合系數(shù)為 （3.49） 9.284.02kK 12 43.218.024.1kK 由文獻(xiàn)1 ， 可知，碳鋼的特性系數(shù)3 取.0. 取5 5 所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） 34.01.289.71 mbKS （3.51） 2.9.503.4a （3.52） 5.1.72.19.2 SSca 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) mm903.0.3dW3 抗扭截面系數(shù) mm412T 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 MPa 628.57.65.678 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 320 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa .192.Wb 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 8.7430T 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23 ， ， 023.1dr 8.104dD ，5.3 又由文獻(xiàn)1附圖 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ，.q7. 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)1，附 為4 （3.53）87.1)05.2(83.1)(1k 6 由文獻(xiàn)1附圖 可得軸的截面形狀系數(shù)為23. 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 76.0 綜合系數(shù)為 41.38.05.71kK 13 84.1.076.21kK 所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 29.524.31 maS 6.483.0.87K 5.12.96.24.2 SSca 故該軸在截面 V 左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 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 3.1 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 根據(jù)以上工況可知： 力： 328016.tTFNd 徑向力： 2186.20679.3rtFgtgN 求垂直面的支反力 32311()186.79.3(5)314.62rrVFll232.4.10.rVr N 計(jì)算垂直彎矩： 314.6871092.aVmMFl m322()4.6(875)69.251096.nrl Nm 求水平面的支承力： 32311()90.23. ttHllF2386.7.65.1879.ttH N 計(jì)算、繪制水平面彎矩圖： 14 3165.9287109.aHmMFl Nm 323().(2875)902.5102.8ntl Nm 求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩： 從圖可見，m-m,n-n 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ）.62222()0.8(.61)6.eanTNmM2193.5m 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑： n-n 截面: 333126.07128.0.ebd m-m 截面: 3331.59.eb m 由于 ，所以該軸是安全的。420dmd 彎矩及軸的受力分析圖如下 傳動(dòng)軸的彎矩簡圖 3.2 傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核 （）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （1）接觸應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)4表 可知，齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即395 15 ubdKTZREH1)5.01(2 2 （3.28） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 計(jì)算載荷系數(shù) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)4表 可知，取251AK 平均分度圓直徑 mm 95.38.0136.01Rmd 平均分度圓圓周速度 m/s4694.nvm 由文獻(xiàn)4 圖 （a）可知，按 ，得 ；457.210z 2.1VK 由文獻(xiàn)4 圖 （b）可知，按 ，齒輪懸臂布置，7.3691db ；21.K 由文獻(xiàn)4表 可知， ；45.K 65.12.41VA 由文獻(xiàn)1表 可知，彈性系數(shù) ；608.9EZ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 49.20cos2incosin2HZ 計(jì)算得， MPa32.106.5.01369.728149.2 22RH （1） 接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)4 表 可知，許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即285 LVRWXNHPZSminl （3.29） 16 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPa601limH 最小安全系數(shù) 0.minHS 由文獻(xiàn)1，10-13可知，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 81 1046.9235166 hjLN 由文獻(xiàn)1 圖 10-19 可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， 87.01NZ 尺寸系數(shù) X 工作硬化系數(shù)，按 1.7032.1HBSW 潤滑油膜影響系數(shù)， 85LVRZ 計(jì)算得， MPa7.43.017.016HP （3）由于 MPa MPa，故安全。32.HP （）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （1）齒根應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)4表 可知，彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，即5 SFRFYmbdKT21).0( （3.30） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由文獻(xiàn)1表 可知， ， 51085.21FY 由文獻(xiàn)1表 可知， ， 4S 計(jì)算得， MPa85.42.1852.05123609.7.1 F 17 （2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)4表 可知，齒根許用應(yīng)力計(jì)算公式，即315 XNFSTHPYminl （3.31） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 彎曲疲勞極限 MPa30limF 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) .2STY 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) 4.1minF 彎曲疲勞壽命系數(shù) ，93.01NY96.02N 彎曲疲勞的尺寸系數(shù) 85.XY 計(jì)算得， MPaF .3.094.1230 （3）由于 MPa Mpa，故安全。858.1F 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 4.1 盤型凸輪的三維建模 18 4.2 傳動(dòng)鏈輪的三維建模 4.3 曲柄的三維建模 19 4.4 花鍵軸的三維建模 4.5 撥叉的三維建模 20 4.6 操縱機(jī)構(gòu)的三維建模 參考文獻(xiàn) 1 徐灝等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2、3冊(cè))M(第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 2 程悅蓀.拖拉機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)M.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1981 3 周紀(jì)良.拖拉機(jī)及類似車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991 21 4 吉林工業(yè)大學(xué)拖拉機(jī)教研室編.拖拉機(jī)的構(gòu)造M.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 1982 5 成大先主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 減（變）速箱 電機(jī)與電箱M. 北京：化學(xué) 工業(yè)出版社，1999 6 朱冬梅.畫法幾何及機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社，2000 7 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) M.北京：高等教育出版社，2002 8 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.北京：高等教育出版社，2002 9 劉勁.機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 10 陳立周.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法M.北京：冶金工業(yè)出版社，1985 11 拖拉機(jī) 編輯部主編.拖拉機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)和計(jì)算M.上海：上?？茖W(xué)技 術(shù)出版社，1980 12 周紀(jì)良.拖拉機(jī)變速箱結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)圖譜J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1979(2)： 47-63 13 周紀(jì)良，孔維恭，于瑞璽.拖拉機(jī)圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法的研究J.農(nóng)業(yè) 機(jī)械學(xué)報(bào)，1988（2）：32-39 14 高象平，李齊隆等 .拖拉機(jī)零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)M.廣州：廣東科技出版社， 1987 15 周紀(jì)良，孔維恭 .拖拉機(jī)直齒圓柱齒輪承載能力的研究和齒輪設(shè)計(jì)J.拖拉機(jī)， 1983（3）：12-21 16 Charles W. Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998. 17 UCT FAMILY UNDER STOCHASTIC TECHNOLOGICAL CHANGES. INT. J. PRODUCTION ECONOMICS 122 (2009) 567580 18 Queen Y. Beardsly, Regents Publishing Company,Inc,2003. 致 謝 在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這 期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷， 給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多 做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，實(shí)事求是 22 的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)， 必將終生受益。 經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激 動(dòng)。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的， 因?yàn)樗俏矣眯摹⒂煤顾删偷?，也是我在大學(xué)四年來對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體 現(xiàn)。 四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的能力，更重要 的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深 深的謝意與美好的祝愿。 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 時(shí)間過得真快啊，轉(zhuǎn)眼間四年時(shí)間都過去了，在這四年中，我學(xué)到了許多 專業(yè)知識(shí)，就拿這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)來說吧，我查閱了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)床 23 主軸箱操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我充分掌握了機(jī)床的設(shè)計(jì)方法和步驟，更重要的復(fù) 習(xí)所學(xué)專業(yè)的知識(shí)，以前總認(rèn)為學(xué)這些專業(yè)知識(shí)沒用，那是我太天真了，當(dāng)這 次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，它幫了我不少的忙，特別是機(jī)械制造工藝編制及實(shí)施這課 對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助特別大，都怪上課沒認(rèn)真聽講，導(dǎo)致做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要問比 我學(xué)的好的同學(xué)，通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)不是個(gè)壞事，是為了自 己的將來著想。