1、專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)方向課程設(shè)計(jì) 題 目： X6132銑床進(jìn)給箱 機(jī)械工程 學(xué)院（系）機(jī)械設(shè)計(jì) 專業(yè)班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2013年 9月 現(xiàn)代機(jī)械CAD課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一. 設(shè)計(jì)目的和要求現(xiàn)代機(jī)械CAD課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)方向課程中實(shí)踐性較強(qiáng)、綜合性突出的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，使該專業(yè)方向的學(xué)生在校期間最后一次（除畢業(yè)設(shè)計(jì)外）進(jìn)行的較長時間、較系統(tǒng)、較全面的工程設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有特別重要的地位。對于樹立學(xué)生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、可靠性、完整性意識，激發(fā)學(xué)生用依據(jù)理論結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)解決工程實(shí)踐問題的興趣，加深同學(xué)對課程所學(xué)內(nèi)容

2、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(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施目的是：1、通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立正確的現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、自動機(jī)械設(shè)計(jì)課程和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/輔助分析/輔助制造（CAD/CAE/CAM）、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)踐知識來分析和解決用計(jì)算技術(shù)對現(xiàn)代機(jī)械的進(jìn)行完整設(shè)計(jì)所涉問題的能力。2、學(xué)習(xí)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握計(jì)算機(jī)輔助現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和所需技術(shù)和軟件。3、用計(jì)算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練：例如計(jì)算（Matlab）、分析（UG/Scinario、有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析

3、、結(jié)構(gòu)分析和參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊）、修正、繪圖（UG/Drafting/Assembly/FreeForm）、查閱資料和手冊、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。4、有條件的話，可熟悉現(xiàn)代設(shè)計(jì)中涉及的計(jì)算機(jī)技術(shù)（計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的全過程。課程設(shè)計(jì)教學(xué)的基本要求是：1、能從機(jī)器功能要求出發(fā)，制定或分析設(shè)計(jì)方案，合理的選擇電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和零件。2、能按機(jī)器的工作狀況用Matlab分析和計(jì)算作用在零件的載荷，合理選擇零件材料，正確計(jì)算零件主要參數(shù)及尺寸。3、能考慮制造工藝、安裝與調(diào)整、使用與維

4、護(hù)、經(jīng)濟(jì)性和安全性等問題，對機(jī)器和零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4、繪圖表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果，圖樣符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，尺寸及公差標(biāo)注完整、正確，技術(shù)要求合理、全面。5、掌握使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制裝配圖（UG/Assembling）、零件圖（UG/Drafting）的方法。6、進(jìn)行有限元分析（UG/Master FEM+或ANSYS）、機(jī)械運(yùn)動動態(tài)分析（UG/Motion或ADAMS）或和機(jī)械結(jié)構(gòu)分析（UG/Structures或ADAMS）并對整個裝置進(jìn)行針對性分析并取得合理的改進(jìn)。二、設(shè)計(jì)學(xué)時和學(xué)分 學(xué)時：3周 學(xué)分：1.5三、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 課程設(shè)計(jì)題目常以一般用途的機(jī)械裝置為主，

5、也可以做其他設(shè)計(jì)題目，其他工作量相當(dāng)于X6132機(jī)床的進(jìn)給箱部分設(shè)計(jì)。 每個學(xué)生應(yīng)相對獨(dú)立完成：確定機(jī)器或傳動裝置的總體方案，選定電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)，并完成其運(yùn)動學(xué)計(jì)算；進(jìn)行傳動零件以及軸、軸承、鍵聯(lián)接、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇有關(guān)零、部件的規(guī)格；結(jié)合設(shè)計(jì)計(jì)算，穿插進(jìn)行主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；用繪圖機(jī)器或傳動裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并綜合考慮其潤滑與密封等問題；進(jìn)行軸的精確校核計(jì)算；用計(jì)算機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)分析模塊（UG/Structures或ADAMS）對整個裝置進(jìn)行分析并取得合理的改進(jìn)，整理、撰寫設(shè)計(jì)說明書

6、；總結(jié)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯內(nèi)容。 設(shè)計(jì)題目可僅給機(jī)器所需實(shí)現(xiàn)的功能，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)傳動方案；亦可給定傳動方案，由學(xué)生分析后進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)生應(yīng)提交的設(shè)計(jì)成果包括：1. 機(jī)器或部件正式計(jì)算機(jī)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(guān)鍵軸、關(guān)鍵零件工作圖。3. 有限元分析效果圖1張（UG/Master FEM+）4. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，說明書應(yīng)包括：確定裝置總體方案，運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)計(jì)算（Matlab程序），關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸、軸承、鍵聯(lián)接的校核計(jì)算（Matlab程序）等內(nèi)容。四、設(shè)計(jì)的進(jìn)行方式 由指導(dǎo)老師給出設(shè)計(jì)課題，

7、學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)。在規(guī)定的地點(diǎn)由教師指導(dǎo)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。五設(shè)計(jì)時間安排 按以下進(jìn)程安排3周，共15天設(shè)計(jì)周期：（1） 方案設(shè)計(jì)（含選電動機(jī)、傳動裝置的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)計(jì)算）（1天）；（2） 傳動件設(shè)計(jì)（0.5-1天）；（3） 裝配草圖設(shè)計(jì)（3-4天）；（4） 裝配工作圖設(shè)計(jì)（2.5-3.5天）；（5） 零件工作圖設(shè)計(jì)（0.5天）；（6） 有限元分析效果（2天）；（7） 機(jī)械運(yùn)動動態(tài)分析圖（1.5-2天）；（8） 機(jī)械結(jié)構(gòu)分析圖（1.5-2天）；（9） 某個零部件的修正圖（0.5-1天）；（10） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（1-2天）；（11） 答辯（1天）。設(shè)計(jì)過程中安排一次機(jī)床或成熟機(jī)械裝置裝拆試驗(yàn)和

8、觀摩模型實(shí)物展覽室，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識；安排16-24學(xué)時集中講課，講解各軟件及其模塊的使用要點(diǎn)；其他時間采取集體輔導(dǎo)與個別指導(dǎo)相結(jié)合的指導(dǎo)方式。其中講課、輔導(dǎo)穿插在各階段進(jìn)行。目 錄第一章X6132機(jī)床的規(guī)格和用途6第二章 X6132 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)7第三章 總體裝配圖和傳動方案、傳動系統(tǒng)圖8-13第四章 進(jìn)給箱13-254.1進(jìn)給箱傳動機(jī)構(gòu)總述 134.2 進(jìn)給箱的裝配 13-164.3進(jìn)給箱進(jìn)給運(yùn)動的轉(zhuǎn)速圖 174.4零件圖和裝配圖17-19第五章 運(yùn)動仿真及有限元分析19-31第六章 設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)體會 32附錄： 參考資料編目33第一章X6132機(jī)床的規(guī)格和用途X6132臥

9、式銑床是一種通用的多用途機(jī)床，也是一種較為精密的加工設(shè)備，該機(jī)床剛性強(qiáng)，進(jìn)給變速范圍廣，能承受重負(fù)荷切屑。主軸錐孔可直接或通過附件安裝各種圓柱銑刀、圓片銑刀、成型銑刀、端面銑刀等刀具，適于加工各種零件的平面、斜面、溝槽、齒輪等，回轉(zhuǎn)臺可繞垂直軸在水平面450范圍內(nèi)調(diào)整，如采用分度頭附件，還可加工螺旋表面。在床身的頂部有水平導(dǎo)軌，其上裝有帶著一個或兩個刀桿支架的懸梁。刀桿支架用來支承安裝銑刀心軸的一端，而心軸的另一端則固定在主軸上。在床身的前方有垂直導(dǎo)軌，一端懸持的升降臺可沿之作上下移動。在升降臺上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可平行于主軸軸線方向移動（橫向移動）的溜板。工作臺可沿回轉(zhuǎn)臺上部轉(zhuǎn)動部分的導(dǎo)軌

10、在垂直與主軸軸線的方向移動（縱向移動）。這樣，安裝在工作臺上的工件可以在三個方向調(diào)整位置或完成進(jìn)給運(yùn)動。此外，由于轉(zhuǎn)動部分回轉(zhuǎn)臺可繞垂直軸線轉(zhuǎn)動一個角度（通常為450），這樣，工作臺于水平面上除能平行或垂直于主軸軸線方向進(jìn)給外，還能在傾斜方向進(jìn)給，從而完成銑螺旋槽的加工。X6132臥式銑床結(jié)構(gòu)的主要部件組成有主傳動部分，主傳動部分由主傳動變速箱及主軸部件組成。主軸是空心的，前端有錐孔，用以安裝銑刀桿和刀具。通過兩個三聯(lián)滑移齒輪及一個雙聯(lián)滑移齒輪，使主軸得到18種轉(zhuǎn)速。機(jī)床進(jìn)給變速部分，由進(jìn)給變速箱與變速操縱機(jī)構(gòu)組成，由獨(dú)立的電動機(jī)驅(qū)動。運(yùn)動由電動機(jī)軸輸出，工作進(jìn)給時，經(jīng)過變速箱逐級變速可得21

11、種進(jìn)給速度，通過電磁片式摩擦離合器實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)，快速進(jìn)給時，通過電磁離合器直接傳動實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。變速操縱機(jī)構(gòu)采用孔盤集中操作，孔盤的移動由一套螺紋差動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。升降臺部分，升降臺與床身以矩形導(dǎo)軌、壓板的結(jié)構(gòu)相互聯(lián)接，提高了導(dǎo)軌的剛性，便于維修，還可沿床身導(dǎo)軌作垂直移動，調(diào)整工作臺至銑刀的距離。在升降臺內(nèi)部，裝有完成升降臺上下移動、溜板橫向進(jìn)給及工作臺縱向進(jìn)給的傳動機(jī)構(gòu)，各方向的進(jìn)給運(yùn)動由一套鼓輪機(jī)構(gòu)及臺面操縱機(jī)構(gòu)集中操縱。工作臺及溜板，在工作臺與溜板之間還有一個回轉(zhuǎn)盤，下面用螺釘與橫溜板相連，松開螺釘可使回轉(zhuǎn)盤帶動工作臺在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一定角度（左右最大可轉(zhuǎn)過450）。工作臺進(jìn)給絲杠的軸向定位依靠右

12、邊軸架上的一對推力軸承，另一端是可以自由伸縮的。工作臺的橫向進(jìn)給螺母座固定在溜的中部，與中央錐齒輪裝于同一托架上便于維修、調(diào)整。工作臺進(jìn)給絲桿的螺母分左右兩半，中間留有空行程，左右兩螺母的間隙可分別調(diào)整。第二章 X6132 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)1、 工作臺尺寸（長寬）1250320毫米2、 工作臺最大行程：縱向800毫米橫向300毫米垂直400毫米3、 主軸轉(zhuǎn)速范圍（18級）301500轉(zhuǎn)/分4、 主軸端孔錐度7:245、 主軸孔徑29毫米6、 主軸中心線到工作臺面見距離30430毫米7、 主軸中心線到懸梁間距離155毫米8、 床身垂直導(dǎo)軌到工作臺面中心距離215515毫米9、 刀桿直

13、徑（三種）22、27、32毫米10、 進(jìn)給量范圍（21級）：縱向101000毫米/分橫向101000毫米/分垂直3.3333毫米/分11、 快速進(jìn)給量：縱向與橫向2300毫米/分垂直766.6毫米/分12、 主電機(jī)：功率7.5千瓦轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分第3章 總體裝配圖和傳動方案、傳動系統(tǒng)圖X6132總體裝配圖圖 3.1圖 3.2圖 3.3圖 3.4X6132傳動系統(tǒng)圖圖 3.5第四章 進(jìn)給箱4.1進(jìn)給箱傳動機(jī)構(gòu)總述進(jìn)給箱是一個圓筒式獨(dú)立部件，裝在升降臺內(nèi)部。運(yùn)動由齒輪傳入。工作進(jìn)給時，電磁離合器吸合，運(yùn)動由齒輪，通過軸、間兩組三聯(lián)滑移齒輪和一套回曲機(jī)構(gòu)，經(jīng)電磁離合器，由齒輪傳至升降臺部件，使工作

14、臺得到18級進(jìn)給速度。若電磁離合器吸合時，運(yùn)動由雙聯(lián)齒輪，經(jīng)齒輪、電磁離合器直接傳至齒輪，使工作臺實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。機(jī)床工作超載或發(fā)生故障時，電磁片式摩擦離合器可起安全保護(hù)作用。兩者并由電氣開關(guān)實(shí)現(xiàn)互鎖。變速時，順時針轉(zhuǎn)動手柄一周，雙向螺桿-螺母副使孔盤相對分離，將螺母套脫離導(dǎo)向桿。當(dāng)孔盤和軸套相碰時，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄，孔盤跟隨轉(zhuǎn)動，經(jīng)螺母套上的小槽，銷子，帶動軸套和速度盤一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)所需的進(jìn)給速度和固定標(biāo)記對準(zhǔn)，再將手柄反轉(zhuǎn)一周，此時孔盤左移，推動軸、上的撥叉，移動進(jìn)給箱中的相應(yīng)齒輪，實(shí)現(xiàn)工作臺進(jìn)給速度的變換。變換進(jìn)給速度時，由孔盤上的擋塊撞擊沖動開關(guān)，進(jìn)給電機(jī)作點(diǎn)動，使滑移齒輪順利地移動并嚙合。4

15、.2進(jìn)給箱的裝配圖 4.1圖 4.2圖 4.34.3進(jìn)給箱進(jìn)給運(yùn)動的轉(zhuǎn)速圖圖 4.4個人所畫零件圖零件二維圖及裝配圖：圖 4.5圖 4.6圖 4.7圖 4.8圖 4.9第五章 局部運(yùn)動仿真及有限元分析1.應(yīng)用UG軟件進(jìn)給箱的運(yùn)動仿真：進(jìn)給箱局部運(yùn)動仿真步驟如下：建立運(yùn)動仿真模型確定連桿連桿間施加各種運(yùn)動副添加初始運(yùn)動速度，實(shí)現(xiàn)仿真。具體過程見視頻文件。新建運(yùn)動仿真：圖 5.1.1新建連桿：圖 5.1.2新建運(yùn)動副：圖 5.1.3建立解算方案：圖 5.1.4求解生成動畫圖 5.1.52. 零部件應(yīng)用UG軟件進(jìn)行有限元分析1. 模型的建立利用UG8.0/ Modeling 模塊建立模型，如圖1所示

16、：圖 5.2.12. 新建有限元模型單擊【開始】【高級仿真】命令彈出【新建FEM】對話框，設(shè)置求解器為 NX NASTRAN。分析類型為結(jié)構(gòu)分析。單擊【確定】按鈕，進(jìn)入了創(chuàng)建有限元模型的環(huán)境。單擊工具欄的【材料屬性】圖標(biāo)。單擊工具欄中的【網(wǎng)格捕集器】圖標(biāo)圖 5.2.2得到的的網(wǎng)格劃分后的效果圖所示：單擊工具欄中的【約束類型】圖標(biāo)單擊工具欄中的【載荷類型】圖標(biāo)在鍵上有力矩，軸上各處有扭矩。圖 5.2.33.模型求解單擊工具欄中的【求解】圖標(biāo)，彈出【求解】對話框，單擊【確定】按鈕。分別出現(xiàn)【分析作業(yè)監(jiān)視器】和【解算監(jiān)視器】窗口，等待【分析作業(yè)監(jiān)視器】中出現(xiàn)【Completed】的提示，此時意味分析

17、作業(yè)順利完成。圖 5.2.4結(jié)果：圖 5.2.5圖 5.2.6圖 5.2.7材料：45鋼 抗拉強(qiáng)度：600Mpa 屈服強(qiáng)度：355Mpa 延長率：16斷面收縮率：40本次有限元分析，附加的扭矩為500Nmm，由此產(chǎn)生的拉力為550Mpa，小于抗拉強(qiáng)度600Mpa 。因?yàn)橐紤]實(shí)際使用的很多因素，比如材料的缺陷，環(huán)境溫度，疲勞破壞等。不同的零部件通常會取不同的安全系數(shù)，但是其目的主要在于保證零部件在實(shí)際使用過程中的安全性與可靠性。個人的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，僅供參考！第六章 設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)體會回顧起此次課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，

18、同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。我認(rèn)為，在這次課程設(shè)計(jì)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。實(shí)驗(yàn)過程中，也對團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是