大型數(shù)控套筒回轉(zhuǎn)式尾座設(shè)計(jì)【含9張CAD圖】
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充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙I大型數(shù)控套筒回轉(zhuǎn)式尾座設(shè)計(jì)摘 要本文主要目的是進(jìn)行大型數(shù)控套筒回轉(zhuǎn)式尾座的設(shè)計(jì)。大型數(shù)控套筒回轉(zhuǎn)式尾座具有芯軸隨工件回轉(zhuǎn)、壓力表顯示壓力、手動(dòng)換檔齒輪變速的功能。本文設(shè)計(jì)并介紹尾座的大致工作方式，手動(dòng)換擋齒輪變速的安裝過(guò)程以及對(duì)尾座的受力情況進(jìn)行分析和強(qiáng)度及穩(wěn)定性的校核。對(duì)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力的計(jì)算包括蝸桿傳動(dòng)的受力分析，蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，蝸桿的剛度計(jì)算以及蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)的選擇；直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算包括輪齒的受力分析，對(duì)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算以及按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算；軸的計(jì)算包括軸的強(qiáng)度校核計(jì)算和軸的剛度校核計(jì)算。分析設(shè)計(jì)過(guò)程，并作出總結(jié)和改進(jìn)方式。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,利用cad 繪制總裝配圖以及部分主要零件圖，利用 solidworks 軟件繪制尾座結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：尾座；手動(dòng)換擋；機(jī)械設(shè)計(jì) 充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙IIAbstractThe main purpose of this paper is to design a large numerical control sleeve rotary tailstock. Large numerical control sleeve rotary tailstock has the function of rotating the core shaft with the workpiece, the pressure gauge shows pressure, and the gear shifting gear which is changed manually. This paper designs and introduces the general working mode of the tail seat, the installation process of the gear shift gear shift, and the analysis and the strength and stability of the rear seat. Ordinary cylindrical worm drive bearing capacity calculation including the worm drive force analysis, the worm gear tooth surface contact fatigue strength calculation, the worm gear tooth root bending fatigue strength calculation, the calculation of the rigidity for the worm and worm drive the accuracy grade of choice. The strength calculation of the bevel gear transmission includes the force analysis of the gear teeth, the calculation of the fatigue strength of the tooth root and the fatigue strength of the tooth surface. The calculation of the shaft includes the strength of the shaft and the calculation of the rigidity of the shaft. Analyzing design process and making summary and improvement. According to the design scheme, the general assembly drawing and some main parts drawings are drawn by CAD, and the tail-seat structure is drawn with Solidworks software.Key Words：The tailstock; Manual shift; Mechanical design充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙III目錄摘 要 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????IAbstract??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????II1 緒 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 1 -1.1 課題研究的目的與意義 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 1 -1.2 相關(guān)課題國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ??????????????????????????????????????????????????????- 1 -2 總體方案 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 3 -2.1 工作方式 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 3 -2.2 手動(dòng)換擋齒輪變速的安裝過(guò)程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????- 4 -2.2.1 安裝步驟 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 4 -2.2.2 注意事項(xiàng) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 4 -2.3 具體裝配過(guò)程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 4 -3 尾座的受力情況分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 5 -3.1 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力計(jì)算 ???????????????????????????????????????????????????????????????- 5 -3.1.1 蝸桿傳動(dòng)的受力分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 5 -3.1.2 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ??????????????????????????????????????????????????????????????- 6 -3.1.3 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ??????????????????????????????????????????????????????????????- 6 -3.1.4 蝸桿的剛度計(jì)算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 6 -3.1.5 蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????- 7 -4 直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 7 -4.1 直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 7 -4.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 7 -4.1.2 輪齒的受力分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 7 -4.1.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????- 8 -4.1.4 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????- 10 -5 軸的計(jì)算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 12 -5.1 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 12 -5.2 軸的剛度校核計(jì)算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 13 -5.2.1 軸的扭矩剛度校核計(jì)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????- 13 -6 設(shè)計(jì)并繪制總裝圖及部分零件圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 14 -6.1 尾座的零件圖 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 14 -6.2 尾座的裝配圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 15 -7 結(jié)論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 17 -充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙IV參考文獻(xiàn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 18 -附錄 Ⅰ外文翻譯 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????- 19 -充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 1 -1 緒 論1.1 課題研究的目的與意義設(shè)計(jì)目的：在對(duì)專用機(jī)床進(jìn)行分析后，設(shè)計(jì)出符合要求的尾座；檢查學(xué)習(xí)課程的相關(guān)理論以及基本技能；鍛煉自己將理論實(shí)際相結(jié)合的能力，從而養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。設(shè)計(jì)的主要意義：通過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)，進(jìn)而學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)尾座的一般過(guò)程，鞏固學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)并將其加以運(yùn)用，將理論聯(lián)系實(shí)際工作中，加深學(xué)習(xí)印象；學(xué)會(huì)熟練的運(yùn)用有關(guān)技術(shù)及資料，如《機(jī)械設(shè)計(jì)》等書(shū)本及其他有關(guān)規(guī)范等；學(xué)習(xí)掌握基本的設(shè)計(jì)流程與方法，為未來(lái)進(jìn)入社會(huì)工作和研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 1.2 相關(guān)課題國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)重工業(yè)尤其是其中的裝備工業(yè)的發(fā)展水平?jīng)Q定著一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。數(shù)控技術(shù)是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備的核心技術(shù)。在現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)尤其是高精尖領(lǐng)域，數(shù)控技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)在數(shù)控機(jī)床尾座研究領(lǐng)域起步較晚，目前還處于落后水平，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也將數(shù)控技術(shù)視為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，甚至對(duì)工業(yè)欠發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)施信息屏蔽和技術(shù)封鎖，所以技術(shù)的進(jìn)步還需要我們持續(xù)的努力才能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的反超，甚至領(lǐng)先。在傳統(tǒng)的加工中,尾座的每一個(gè)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)都是靠操作者手動(dòng)來(lái)完成的,而對(duì)于不同的操作者以及不同的操作方式對(duì)加工結(jié)果都是有很大誤差的, 改造數(shù)控機(jī)床也不例外。也就是說(shuō)這樣完全靠手動(dòng)尾座的加工方式, 在很大程度上受到主觀因素的影響, 這不僅使得勞動(dòng)強(qiáng)度增大, 還大大降低了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量; 在實(shí)際加工中,鉆孔、鏜孔等工序一般來(lái)說(shuō)并不都是獨(dú)立存在的, 它經(jīng)常是穿插在別的工序之間, 所以操作者往往需要在加工過(guò)程中不斷的裝夾、拆卸刀具,甚至是考慮需要多次裝夾的方式, 這不但大大降低了生產(chǎn)效率,增加了生產(chǎn)周期,還使得操作者的安全得不到很好的保障。這無(wú)疑使改造數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度大打折扣, 如能改變現(xiàn)有改造數(shù)控機(jī)床尾座的手動(dòng)操作方式,使其能實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)化”,這將是對(duì)改造數(shù)控機(jī)床的一大完善, 也將會(huì)大大提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，也必將是車(chē)床尾座未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，此外，車(chē)床尾座的發(fā)展趨勢(shì)還有：①車(chē)床尾座的高精度化尾座是重型數(shù)控機(jī)床的重要部件，起到夾緊、定位工件的作用，對(duì)機(jī)床的加工精度及穩(wěn)定性影響很大。②車(chē)床尾座的自動(dòng)化充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 2 -車(chē)床尾座自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)不僅降低了加工難度, 而且使得加工產(chǎn)品的種類(lèi)得到很大的豐富。③車(chē)床尾座的智能化隨著電子信息等高科技技術(shù)的發(fā)展，車(chē)床尾座的智能化趨勢(shì)也是在所難免的。在這樣的背景下，我的課題選擇大型數(shù)控套筒回轉(zhuǎn)式尾座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，用以提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度及降低企業(yè)成本。此外，爭(zhēng)取在完成課題之余，能夠了解國(guó)內(nèi)外機(jī)床行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，增強(qiáng)對(duì)民族機(jī)床產(chǎn)業(yè)的感性認(rèn)識(shí)。充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 3 -2 總體方案2.1 工作方式圖 2.1 零件結(jié)構(gòu)示意圖圖 2.1 所示零件結(jié)構(gòu)圖為主要運(yùn)行方式。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，促使軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并使其帶動(dòng)蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)斜齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，斜齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)滑移齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證尾座主軸的低速移動(dòng)，使得低速傳動(dòng)比為 18:1；另一方面，軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)圓錐齒輪 1 的轉(zhuǎn)動(dòng)，圓錐齒輪 1 的傳動(dòng)又帶動(dòng)圓錐齒輪 2 的轉(zhuǎn)動(dòng)，而圓錐齒輪 2的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)結(jié)合子齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),從而保證尾座主軸高速移動(dòng)，使得高速傳動(dòng)比為1:1。充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 4 -圖 2.2 流程圖2.2 手動(dòng)換擋齒輪變速的安裝過(guò)程2.2.1 安裝步驟（1）首先安裝套筒，進(jìn)而緩緩旋進(jìn)絲杠，然后擰緊螺母使其固定。 （2）安裝好后端蓋后，繼而安裝手柄，使用大螺母將其擰緊固定。（3）將尾座的鎖緊塊以及鎖緊螺釘擰緊。注：注意上有軸承內(nèi)圈2.2.2 注意事項(xiàng)（1）裝配時(shí)所有零件必須清洗干凈，擦拭后在傳動(dòng)部件上涂上潤(rùn)滑脂。（2）按照正確的順序以及步驟進(jìn)行裝配。（3）安裝好之后進(jìn)行簡(jiǎn)易操作看看是否好使。（4）如果檢查不能正常使用，逐一分析故障并排除故障。（5）裝配時(shí)確保楔鐵、絲杠、螺母的間隙一定要適當(dāng)，保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2.3 具體裝配過(guò)程（1）如下圖 2.1 所示，按照從右往左的順序進(jìn)行安裝。首先在右側(cè)安裝型號(hào)較大的深溝球軸承，并使用一個(gè)隔套將其固定。然后再安裝另外一個(gè)小尺寸的深溝球軸承，并使用隔套進(jìn)行固定，繼而安裝斜齒輪，并加上隔套將其固定。在下側(cè)繼續(xù)安裝另一個(gè)小尺寸的深溝球軸承，并安裝隔套將其固定。安裝鍵用于實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定，在安裝花鍵之后繼續(xù)安裝結(jié)合子齒輪，使用擋圈緊固齒輪，最后在左側(cè)安裝深溝球軸承。充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 5 -圖 2.1（2）如下圖 2.2 所示，首先使用按設(shè)計(jì)要求制成的軸，按照從左到右的順序進(jìn)行安裝。首先安裝蝸桿，并使用銷(xiāo)將蝸桿固定，避免其軸向滑動(dòng)。然后再安裝鍵，使得在安裝圓錐齒輪時(shí)能夠使其軸向固定。然后先安裝一個(gè)推力球軸承，再安裝法蘭盤(pán)，并安裝另一推力球軸承，并使用隔套將其固定。安裝鍵之后安裝大手輪，為使其周向固定。最后使用大螺母擰緊固定，防止手輪滑脫。圖 2.2充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 6 -3 尾座的受力情況分析3.1 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力計(jì)算3.1.1 蝸桿傳動(dòng)的受力分析排除摩擦力的影響，各力的大小可按下列各式計(jì)算，各力的單位均為 N。首先，假設(shè)我們對(duì)手柄使用的力為 100N，手動(dòng)轉(zhuǎn)速為 n=0.2r/s=12r/min,則功率P=Fv=100×0.4??=125.66??如此得到轉(zhuǎn)矩,??1=9550???? =9550×0.125712 =100.04???????則可以計(jì)算得到蝸桿的圓周力以及蝸輪的軸向力為，????1=????2=2??1??1=2×100.040.06=3334.67??由于蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 1.6，得到蝸輪的轉(zhuǎn)矩為 。??2=160.06???????計(jì)算得到蝸桿的軸向力以及蝸輪的圓周力為,????1=????2=2??2??2=2×160.060.096=3334.54??取 ，則得到??=20o。????1=????2=????2tan??=3334.54×0.36=1200.44??3.1.2 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算接觸應(yīng)力表示為 ，其單位為 MPa，計(jì)算公式為????????=?????????????0??∑計(jì)算公式中， 為嚙合齒面上的法向載荷，單位為 N， 是接觸線的總長(zhǎng)，單位???? ??0為 mm，K 表示載荷系數(shù)，當(dāng)鑄鐵蝸輪和鋼蝸桿配對(duì)的時(shí)候， =160 。???? ??????12充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 7 -蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算公式為????=480????2??1??2??22≤[????]運(yùn)算公式中， 表示載荷系數(shù)， ,式中 表示使用系數(shù)，查詢表后得?? ??=?????????????? ????到其值為 1， 表示齒向載荷分布系數(shù)，查詢表后取得值為 1， 表示動(dòng)載系數(shù)查詢???? ????表后取得值為 1，則計(jì)算得 K=1。由于目前尚無(wú)完善的膠合強(qiáng)度計(jì)算公式，故采用接觸強(qiáng)度計(jì)算是一種條件性計(jì)算,蝸桿傳動(dòng)的承載能力主要取決于齒面膠合強(qiáng)度，由于膠合不屬于疲勞失效， 的值[????]與應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 無(wú)關(guān) [18]，直接通過(guò)查詢得到許用接觸應(yīng)力 的值為 202MPa，則[????]????=480 1×160.060.06×100×160=196??????≤202??????所以蝸輪齒面的強(qiáng)度滿足接觸疲勞強(qiáng)度的條件。3.1.3 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算鑒于蝸輪輪齒的齒形非常復(fù)雜，因此難以準(zhǔn)確計(jì)算齒根的彎曲應(yīng)力，所以通過(guò)把蝸輪相似地看做斜齒圓柱齒輪來(lái)進(jìn)行計(jì)算，????=1.53????2??1??2????????2????=1.53×1×160.060.06×0.096×10×2.2×0.86≤[????]計(jì)算公式中， 表示蝸輪的齒根彎曲應(yīng)力，單位為 MPa， 表示蝸輪齒形的系???? ??????2數(shù)。3.1.4 蝸桿的剛度計(jì)算蝸桿受力后如果產(chǎn)生較大的形變，可能會(huì)使輪齒上的載荷變得集中，并且致使蝸桿與蝸輪無(wú)法精準(zhǔn)嚙合，所以進(jìn)行蝸桿的剛度校核時(shí)，主要針對(duì)蝸桿的彎曲剛度進(jìn)行校核。把蝸桿的螺旋部分看成是以蝸桿的齒根圓直徑為直徑的軸段 [18]，它的最大撓度為 y，它的單位是 mm。可以按照下列的式子進(jìn)行近似計(jì)算，它的剛度條件是y=??2??1+??2??148??????'3= 3334.672+1200.44248×145000×306796.16×86.43=1.07×10-3≤[??]3.1.5 蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)的選擇一般普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的精度應(yīng)用最多的為 6 9 級(jí)，6 級(jí)精度的傳動(dòng)可用于中等~精度機(jī)床的分度機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳動(dòng)以及武器讀數(shù)裝置的精密傳動(dòng)，他允許的蝸輪圓周速度 ，7 級(jí)精度常用于運(yùn)輸和一般工業(yè)中的中等速度??2>5??/??充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 8 -（v2<7.5m/s）的動(dòng)力傳動(dòng)，8 級(jí)精度常用于每晝夜只有短時(shí)工作的次要的速度（v2≤3m/s ）傳動(dòng) [18]。 因此，設(shè)計(jì)時(shí)選擇 6 級(jí)精度作為蝸桿傳動(dòng)的精度。4 直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算4.1 直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算錐齒輪用于傳遞相交軸或相錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)。錐齒輪分為直齒、斜齒和曲線齒。設(shè)計(jì)時(shí)使用軸線相交且軸交角 的直齒錐齒輪?！?90°4.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)直齒錐齒輪大端和小端的幾何尺寸和模數(shù)不同，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 [18]，分錐角和錐距用下式計(jì)算：cot??1=tan??2=??2??1=??=6772??=(??12)2+(??22)2=??1??2+12 =(672)2+(722)2=49.18在計(jì)算強(qiáng)度時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為計(jì)算模型，為此，需要建立大端與齒寬中點(diǎn)、齒寬中點(diǎn)與該處當(dāng)量齒輪的幾何參數(shù)之間的關(guān)系 [18]。????1=??1(1?0.5????)=72×(1?0.5×0.3)=61在計(jì)算公式中，用腳標(biāo) m 來(lái)表示齒寬的中點(diǎn)，用腳標(biāo) v 來(lái)表示當(dāng)量齒輪，表示直齒錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù)，取 。????=???? ????=0.34.1.2 輪齒的受力分析和圓柱齒輪的受力分析相類(lèi)似，將名義法向載荷 在小齒輪平均分度圓處分解為????圓周力 、徑向力 及軸向力 ，然后再按照力平衡條件和各力之間的幾何關(guān)系進(jìn)????1 ????1 ????1行計(jì)算 [18]先計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩，??1=9.55×106????1 =9.55×106×0.01512 =11937.5???????????1=2??1????1=2×11937.561 =391.39??????1=????1tan??cos??1=391.39×tan30×cos48=151.20??充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 9 -????1=????1tan??sin??1=391.39×tan30×sin48=167.93??4.1.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算將錐齒輪的齒寬，其中點(diǎn)處的幾何參數(shù)代入公式，并考慮直齒錐齒輪傳動(dòng)一般用于不重要的場(chǎng)合，其精度較低，取 ，經(jīng)過(guò)整理后，得出齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件????=1式 [18]，????= ??????1????????????????(1?0.5????)2??3??21??2+1≤[????]經(jīng)變換，可得設(shè)計(jì)計(jì)算公式m≥3 ??????1????(1?0.5????)2??21??2+1?(????????????[????] )運(yùn)算公式中，各個(gè)符號(hào)的單位以及含義都和直齒輪的要求相似， 、[ ]的單位都是???? ????兆帕,m 的單位為毫米。試選 ，計(jì)算 ,????=1.3????????????[????]由分錐角 和 ，??1=arctan(1??)=arctan(7267)=47.06??2=90°-47.06o=42.94°計(jì)算得到當(dāng)量齒數(shù) , ,????1=??1cos??1= 32cos47.06=46.97????2=??2cos??2= 30cos42.94=40.98查取圖形得到齒形系數(shù) 、 。??????1=2.36??????2=2.4查取圖像得到應(yīng)力修正系數(shù) 、 。??????1=1.69??????2=1.67小齒輪的齒根彎曲疲勞極限為 ，??????????1=500??????大齒輪的齒根彎曲疲勞極限為 。??????????2=380??????又通過(guò)查取圖像得到彎曲疲勞壽命系數(shù)為 、 。??????1=0.92??????2=0.91取得彎曲疲勞安全系數(shù)為 S=1.7，則[????]1=??????1??????????1?? =0.92×5001.8 ??????=255.56??????[????]2=??????2??????????2?? =0.91×3801.8 ??????=192.11????????????1??????1[????]1 =2.36×1.69255.56=0.0156??????2??????2[????]2 =2.4×1.67192.11=0.0208由于大齒輪的 計(jì)算得到的值大于小齒輪的 計(jì)算得到的值，所以取????????????[????] ????????????[????]充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 10 -????????????[????] =??????2??????2[????]2 =0.0208試算模數(shù)m??≥3 ????????1????(1?0.5????)2??21??2+1?(????????????[????] )=3 1.3×11937.50.3×(1?0.5×0.3)2×322×(67/72)2+1×0.0208????=1.021????計(jì)算圓周速度 v ??1=????1=1.021×32????=32.672????????1=??1(1?0.5????)=32.672×(1?0.5×0.3)????=27.77????????=??×27.77×1260×100??/??=0.17??/??計(jì)算齒形寬度??=??????1??2+12 =0.3×32.672(67/72)2+12 ????=6.69????計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ????根據(jù)速度 v=0.17m/s,精度等級(jí)為 8 級(jí)，查詢圖表得到動(dòng)載系數(shù)的值 。????=1.08由于直齒錐齒輪的精度等級(jí)較低，所以取齒間的載荷分配系數(shù) 。??????=1則計(jì)算載荷系數(shù)為 ????=????????????????????=1×1.08×1×1.320=1.426計(jì)算按照 得到的齒輪模數(shù)為??????=????3??????????=1.021×31.4261.3=1.053????按照計(jì)算得到的模數(shù)，選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=1mm,按照計(jì)算得到的分度圓直徑,算得小齒輪齒數(shù)??1=61.60??????1=??1??=61.601 =61.60取 ,則計(jì)算得到大齒輪齒數(shù)??1=62??2=????1=6772×62=57.7為了使得大齒輪的齒數(shù)和小齒輪的齒數(shù)互質(zhì)，取 。??2=57幾何尺寸計(jì)算，分度圓直徑充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 11 -??1=??1??=62×1????=62??????2=??2??=57×1????=57????計(jì)算分錐角??1=tan?1(1??)=tan?1(6257)=47o24'36''??2=90°?47o24'36''=42°35'24''齒輪寬度b=??????1??2+12 =0.3×60×(57/62)2+12 ????=13.58????分別取 ??1=??2=13.58????故主要設(shè)計(jì)結(jié)論為 、 ，模數(shù) m=1mm，壓力角 ，變位系數(shù)??1=62??2=57 ??=20o、 ,分錐角 = 、 ，齒寬 。??1=0 ??2=0 ??147o24'36''??2=42°35'24''??1=??2=13.58????4.1.4 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算將直齒錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪的幾何參數(shù)代入式子，考慮到直齒錐齒輪的精度較低，取重合度系數(shù) [18] ，經(jīng)過(guò)整理后得到接觸疲勞強(qiáng)度的條件式為????=1????= 4??????1????(1?0.5????)2??31??????????≤[????]經(jīng)變換，可得設(shè)計(jì)計(jì)算公式為??1≥3 4??????1????(1?0.5????)2???(????????[????])2運(yùn)算公式中，各個(gè)符號(hào)的單位以及含義都和直齒輪的要求相似； 和[ ]的單位???? ????都是兆帕， 的單位是毫米。??1試選 ，通過(guò)計(jì)算得到 ，由表 4-1 查的材料的彈性影????=1.3 ??1=11937.5???????響系數(shù) 。????=189.8??????12表 4-1 彈性影響系數(shù) Z_E配對(duì)齒輪材料灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布塑料彈性模量 E/MPa齒輪材料11.8×104 17.3×104 20.2×104 20.6×104 0.785×104鍛鋼 162.0 181.4 188.9 189.8 56.4鑄鋼 161.4 180.5 188— —充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 12 -通過(guò)查取圖表得到小齒輪的接觸疲勞極限為 ，大齒輪的接觸疲勞??????????1=600??????極限為 , 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為??????????2=550????????1=60??1?????=60×12×1×(2×8×300×15)=5.184×107??2=??1??=5.184×107÷6772=5.57×107通過(guò)查圖得到他們的接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)分別為 , 。??????1=0.98??????2=0.99計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，[????]1=??????1??????????1?? =0.98×6001 =588??????[????]2=??????2??????????2?? =0.99×5501 =544.5??????選擇 及 中的小數(shù)值做其齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即[????]1 [????]2[????]=[????]2=544.5??????則小齒輪的分度圓直徑為??1≥3 4??????1????(1?0.5????)2???(????????[????])2=3 4×1.3×11937.50.3×(1-0.5×0.3)2×6772×(2.5×189.8544.5)2????=61.60????球墨鑄鐵 156.6 173.9灰鑄鐵 143.7 ——充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 13 -5 軸的計(jì)算5.1 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算。選用合適的許用應(yīng)力，并選擇相應(yīng)的計(jì)算方式。對(duì)于主要承受扭矩的傳動(dòng)軸，按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為????= ??????≈9550000????0.2??3 ≤[????]軸只受扭矩作用，且為實(shí)心軸，故其直徑為d≥??03????運(yùn)算公式中， ??0=395500000.2[????]表 5-1 軸常用幾種材料的[ ]及 值???? ??0當(dāng)軸的材料取 Q235A 時(shí)，取許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[ ]=20MPa????則 =133??0=395500000.2[????]軸的轉(zhuǎn)速取n=0.2r/s=12r/min軸傳遞的功率 ??=????=??????=100????0.4??=125.66??=0.12566????故得到=133d≥??03???? ?30.1256612=29.10????作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑。充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 14 -5.2 軸的剛度校核計(jì)算5.2.1 軸的扭矩剛度校核計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角 來(lái)表示 [18]。圓軸扭轉(zhuǎn)角 [單位為（ ）]的?? ?? °/??計(jì)算公式為光軸??=5.73?104????????轉(zhuǎn)矩,??=9.55×106???? =9.55×106×0.1256612 =100004.42???????對(duì)于鋼材， ,??=8.1×104??????軸截面的極慣性矩(對(duì)于圓軸)????=????432=??×29.10432 =70399.87????4故??=5.73?104????????=5.73?104 100004.428.1×104×70399.87=1故 ,滿足軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件。??≤[??]充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 15 -6設(shè)計(jì)并繪制總裝圖及部分零件圖6.1 尾座的零件圖根據(jù)設(shè)計(jì)的各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)如下圖所示（1）蝸桿圖 6.1 蝸桿零件圖此處為設(shè)計(jì)的蝸桿零件，軸的傳動(dòng)帶動(dòng)蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)繼而帶動(dòng)斜齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)計(jì)模數(shù) m=3，頭數(shù) Z=2，齒形角 ,螺旋方向?yàn)橛?，?dǎo)程角 ,導(dǎo)程????=20o ??=6°42'35",精度等級(jí)為 8 級(jí)。????=18.718（2）斜齒輪如圖 6.2 所示為設(shè)計(jì)的斜齒輪零件，用來(lái)配合蝸桿的傳動(dòng)。設(shè)計(jì)模數(shù) m=3，齒數(shù)Z=36，齒形角 ，變位系數(shù) x=0，跨齒數(shù) K=4，中心距 a=96，精度等級(jí)為 8 級(jí)。????=20o充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 16 -圖 6.2 斜齒輪零件圖（3）軸圖 6.3 軸的零件圖如圖 6.3 所示為軸的零件示意圖，軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而帶動(dòng)尾座結(jié)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)總長(zhǎng)為 355mm，剖面 A-A 的表面粗糙度為 3.2，剖面 B-B 的表面粗糙度為6.3。技術(shù)要求為調(diào)質(zhì)處理 HB220~260。6.2 尾座的裝配圖充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 17 -圖 6.4 尾座的總裝配圖1-滑塊； 2-銷(xiāo)； 3-撥叉；4-手柄軸；5-定位墊圈；6- 手柄座；7- 手柄桿；8-擋圈；9-法蘭盤(pán)；10- 隔套；11- 鍵； 12-螺釘；13- 推力球軸承； 14-密封圈；15-推力球軸承；16-圓錐齒輪；17-蝸桿；18- 銷(xiāo)； 19-蝸桿軸；20- 深溝球軸承；21-擋圈；22-接合子齒輪；23-鍵； 24-斜齒輪； 25-隔套；26- 深溝球軸承；33- 齒輪；35-圓錐齒輪 充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 18 -7 結(jié)論本文主要對(duì)大型數(shù)控套筒回轉(zhuǎn)式尾座進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)任務(wù)書(shū)的分析，明確了設(shè)計(jì)步驟與思路。首先確定總體方案，設(shè)計(jì)了手動(dòng)換擋變速齒輪機(jī)構(gòu)，并且講述了尾座裝配過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)尾座進(jìn)行受力分析 ，完成部分主要零件的穩(wěn)定性的校核。在此過(guò)程中，選取尾座機(jī)構(gòu)運(yùn)用 solidworks 軟件進(jìn)行三維圖的繪制。在此過(guò)程中，也遇到了很多的問(wèn)題與困難，可能對(duì)部分零件的分析不夠，就會(huì)對(duì)整體的設(shè)計(jì)導(dǎo)致缺陷，希望能夠再進(jìn)一步的分析與設(shè)計(jì)中得到更好的方案，去能夠滿足現(xiàn)在的設(shè)計(jì)要求。充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 19 -參考文獻(xiàn)[1]李斌，李曦。數(shù)控技術(shù) (第一版) [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010.4[2]陳健.機(jī)床尾座自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)[J].科技資訊,2008[3]魯墨武，魏樹(shù)先，張波.基于 ANSYS 的數(shù)控車(chē)床尾座箱體分析及優(yōu)化[J].機(jī)械工程師，2016.1[4]吳連連，黃愛(ài)華。淺談我國(guó)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2013.6[5]劉青.數(shù)控機(jī)床的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].湖北函授大學(xué)學(xué)報(bào)，2014[6]韓昊崢.數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017.1[7]王凱，王耀銳，李猛.我國(guó)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技視界，2014.8[8]劉世豪，趙偉良。大型復(fù)合數(shù)控機(jī)床的研發(fā)現(xiàn)狀與前景展望[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2017.6[9]李進(jìn)冬,王國(guó)玉.基于模塊化的車(chē)床尾座設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師,2015(05):185-186.[10]王媛媛,李偉鋒.一種斜床身數(shù)控機(jī)床尾座防傾覆機(jī)構(gòu)[J].機(jī)械工程師,2017(07):123.[11]劉鵬博。重型數(shù)控臥車(chē)尾座套筒關(guān)鍵工藝[J].金屬加工（冷加工），2013.4[12]張金瑞.淺談數(shù)控機(jī)床發(fā)展[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2015.8[13]李相儒.國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].湖南農(nóng)機(jī)，2014.2[14]運(yùn)同樹(shù)，王福利。液壓缸在機(jī)床尾座體中的應(yīng)用[J]流體傳動(dòng)與控制，2013.1[15]王純賢,章彬,甘恩榮,胡勝來(lái),尹建賀.液壓尾座的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師,2013(08):23-25[16]張曙，衛(wèi)美紅，張炳生。堅(jiān)持自主創(chuàng)新發(fā)展專用數(shù)控機(jī)床－機(jī)床產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)途徑之八[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2010.7[17]魏傳良,張希芳.數(shù)控車(chē)床尾座的改進(jìn)設(shè)計(jì)與分析[J].科技資訊,2011(14):128.[18]濮良貴，陳國(guó)定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第九版.北京：高等教育出版社，2013[19]Guo Yan Sun,Jian Hua Zhang,Hao Yang,Gang Li. Modal Analysis of Artificial Granite Grinding Machine Tool Bed[J]. Advanced Materials Research,2014,3255(971).[20] Mo Wu Lu,Ming Jie Li. Characteristic Analysis and Optimization for the Tailstock Body of the NC Lathe[J]. Advanced Materials Research,2014,3513(1037).[21]Xiao Wei Jiang,Qiu Lei Du. Development Design of New Age Numerical Control Machine Tool[J]. Advanced Materials Research,2012,1649(461).充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 20 -附錄 Ⅰ外文翻譯數(shù)控車(chē)床尾架機(jī)構(gòu)的特性分析與優(yōu)化摘要：數(shù)控車(chē)床尾架的特點(diǎn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工精度有很大的影響。利用Solidworks 軟件建立了車(chē)尾體實(shí)體模型，然后將其導(dǎo)入到工作臺(tái)軟件中進(jìn)行有限元分析，得出其動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性。根據(jù)對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化的分析結(jié)果。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，尾料機(jī)構(gòu)不僅能滿足機(jī)床的要求，質(zhì)量也可降低 5%。在節(jié)省材料的同時(shí)也可以減少運(yùn)動(dòng)慣性，提高加工精度。關(guān)鍵詞:尾座體;靜力學(xué)分析;模態(tài)分析;拓?fù)鋬?yōu)化;工作臺(tái);一、說(shuō)明尾架是數(shù)控車(chē)床的重要組成部分，在定位和夾緊工件方面起著重要的作用。它的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性直接影響加工精度和穩(wěn)定性。重型數(shù)控車(chē)床加工不同零件時(shí)，尾料需要往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成夾緊、定位工件的工作。因此，這就要求尾礦重量更輕，盡可能增加組織的靈活性。本文以 HTC100 數(shù)控車(chē)床尾箱箱體為例，通過(guò)建立一個(gè)精確的物理模型，利用 ANSYS Workbench 軟件完成有限元分析及其拓?fù)鋬?yōu)化，得到了較好的結(jié)構(gòu)。為尾礦庫(kù)的合理設(shè)計(jì)提供了可行的參考。二、有限元模型圖 1 (a)是關(guān)于 HTC100 數(shù)控車(chē)床尾架車(chē)身結(jié)構(gòu)，由上、下柜組成的圖 1 (b)， (c)所示。尾架的底部通過(guò)滑軌和螺栓固定在床上。圖 1 (a) 尾箱模型 (b) 上框模型 (c) 下箱模型 HTC100水平數(shù)控車(chē)床尾架由 HT300 鑄造。HT300 的模量是。1.43E11Pa ，泊松比為0.27，密度為 7340Kg/m3。網(wǎng)格是有限元分析的重要組成部分。本文選擇了一種符合四面體法的補(bǔ)片方法，將其與尾箱模型相結(jié)合。選擇該方法的原因是它快速且適用于復(fù)雜幾何;充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 21 -關(guān)鍵區(qū)域的近似大小可以細(xì)化。網(wǎng)格如圖 2 所示，得到有限元模型，節(jié)點(diǎn)模型個(gè)數(shù)為 55973，總單元數(shù)為 32024。圖 2 箱體有限元模型 圖 3 箱體邊界條件在分析尾箱的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，包括力、轉(zhuǎn)矩和支撐面時(shí)，必須在 ANSYS的箱體上應(yīng)用邊界條件。尾礦體內(nèi)部應(yīng)力主要來(lái)自零件的重力。在加工過(guò)程中，除了內(nèi)部零件的重力外，尾箱還具有切削力和力矩。以軸加工為例，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，尾板夾緊力為 5.28KN，最大切削力為 60KN。主切削力為 53.4KN，后力為 18.6KN，送料力為 20.4KN。應(yīng)力分析后，得到的力和扭矩為:Fx =560N, Fy =1572350N, Fz =15120N, M = 8811n。將這些力和力矩應(yīng)用到箱體的各個(gè)表面，固定在床上的尾箱，使箱體的底部通過(guò)固定的約束得到。工作臺(tái)中應(yīng)用了邊界條件，如圖 3 所示。三、有限元分析靜態(tài)分析結(jié)果對(duì)優(yōu)化箱體結(jié)構(gòu)具有重要的參考價(jià)值。靜態(tài)圖像分析如圖 4 所示，箱體最大位移為 1.23E-004m，最大應(yīng)力為 4.44E+007Pa。結(jié)果表明，箱體最大位移量小，滿足精度要求。HT300 的最大應(yīng)力是 300MPa。尾箱的最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于有限的材料應(yīng)力，箱體剛度滿足要求，因此可以進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。在此過(guò)程中，機(jī)器工具通過(guò)噪聲和振動(dòng)的相互作用產(chǎn)生周期性的變分激發(fā)力。當(dāng)激發(fā)力的頻率與結(jié)構(gòu)固有頻率相同或整數(shù)時(shí)，容易引起共振。這將降低機(jī)床的加工精度和穩(wěn)定性。因此，有必要對(duì)尾箱進(jìn)行模態(tài)分析。充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 22 -圖 4 尾礦體的位移和應(yīng)力云圖在 ANSYS 中對(duì)箱體進(jìn)行模態(tài)分析后，得出了第一個(gè)六階模態(tài)，如表一所示。HTC100 數(shù)控車(chē)床主軸的最大轉(zhuǎn)速為 200rpm，頻率為 3.33Hz?？梢钥闯?，尾架的激發(fā)頻率遠(yuǎn)小于表 1 的六階頻率。表 1 箱體的低階模式 單位[Hz]Pattern1-order2-order3-order4-order5-order6-orderFrequency272.27283.95 462.53636.54747.78806.67四、拓?fù)鋬?yōu)化拓?fù)鋬?yōu)化是指在給定約束條件下，找到用于使目標(biāo)體積(整體剛度、固有頻率等)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)材料的最佳解。利用工作臺(tái)的“形狀優(yōu)化”功能，完成尾箱拓?fù)鋬?yōu)化。優(yōu)化目標(biāo)設(shè)置為 5%，然后求解，優(yōu)化結(jié)果如圖 5 所示。圖 5 拓?fù)鋬?yōu)化云圖 圖 6 優(yōu)化后的幾何結(jié)構(gòu)由于紅色區(qū)域是不規(guī)則的，在實(shí)際處理過(guò)程中必須考慮到技術(shù)和應(yīng)力分布的復(fù)雜性。所以不可能移除所有紅色區(qū)域。在 Solidworks 中，將常規(guī)幾何圖形中的紅色區(qū)域剪掉，然后質(zhì)量減少 1250.4Kg。優(yōu)化后的幾何結(jié)構(gòu)如圖 6 所示。充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 23 -對(duì)優(yōu)化方案和位移進(jìn)行有限元分析，如圖 7 所示。箱體最大位移為 1.19E-004m，優(yōu)化后最大應(yīng)力為 4.57E+007Pa。進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化后箱體的模態(tài)分析，得到低階模態(tài)，如表 2 所示。圖 7 優(yōu)化后的位移和應(yīng)力圖對(duì)優(yōu)化后的箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，使其在優(yōu)化后仍能滿足剛度要求和加工精度。此外，質(zhì)量降低，運(yùn)動(dòng)慣性圈閉和控制性能提高。表 2 優(yōu)化后的箱體低階模式 單位[Hz]Pattern 1-order 2-order 3-order 4-order 5-order 6-orderFrequency 278.98 290.52 471.10 653.54 743.03 781.12五、結(jié)論對(duì)工作臺(tái)的尾箱進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，最大位移、最大應(yīng)力和低頻基本不變，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的尾箱箱體。滿足設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量降低 5%。這使得尾架運(yùn)動(dòng)更加靈活。使用有限元軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，可以節(jié)省制造原型和測(cè)試的成本。在軟件中獲取產(chǎn)品的主要特性，可以提供優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和尺寸。充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 24 -參考文獻(xiàn)［1］ 赫崇宇，尹志宏.尾座箱體的特性分析與優(yōu)化［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2 012，12（25）:6433-6436.［2］ 葉志明.基于機(jī)床整機(jī)剛度特性的床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)［D ］.大連：大連理工大學(xué)，2 013.［3］ 李紅偉，于文濤，劉淑琴.基于 ANSYS 的磁懸浮撓性轉(zhuǎn)子模態(tài)分析與設(shè)計(jì)［J ］.中國(guó)機(jī)械工程，2 014，25（11）:1447-1452.［4］ 高東強(qiáng)，陳超群，馬金鋒，等.立式加工中心床身靜動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2013（12）:221-223，227.［5］ 艾紹陽(yáng)，劉杰.一種數(shù)控車(chē)床尾座結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械工程師，2 0136:181-182.［6］董立立，趙益萍，梁林泉，等.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法研究綜述［J］.機(jī)床與液壓，2010（15）:114-119.充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 25 -附錄 Ⅱ外文原文充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 26 -充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 27 -充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 28 -充值購(gòu)買(mǎi) -下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙- 29 -致 謝大學(xué)四年的學(xué)習(xí)與生活即將來(lái)到尾聲，在大學(xué)的四年的生活的最后階段里，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)檢驗(yàn)我們對(duì)于知識(shí)的理解與運(yùn)用的課程，畢業(yè)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)的是我們大學(xué)四年中的學(xué)習(xí)成果，而在此過(guò)程中僅僅依靠我個(gè)人的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠完成的，在此期間出現(xiàn)了許多平常學(xué)習(xí)上疏忽的地方，導(dǎo)致出現(xiàn)了很多的疑惑。在此也非常感謝吳蒙華老師、賈衛(wèi)平老師以及大機(jī)床的滕志老師給予我的幫助，當(dāng)遇到專業(yè)知識(shí)的不