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X6132万能铣床主轴变速箱三维设计与仿真【三维SW】【4张CAD图纸+毕业说明书论文】

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任务书-X6132万能铣床主轴变速箱三维设计与仿真.doc---(点击预览)

Overhead cranes fuzzy control design with deadzone.pdf---(点击预览)

三维SW

轴

~$端盖.SLDPRT

~$轴套1.SLDPRT

~$轴套2.SLDPRT

~$轴套3.SLDPRT

~$轴套4.SLDPRT

~$轴套5.SLDPRT

~$零件1.SLDPRT

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~$零件8.SLDPRT

端盖.SLDPRT

轴套1.SLDPRT

轴套2.SLDPRT

轴套3.SLDPRT

轴套4.SLDPRT

轴套5.SLDPRT

零件1.SLDPRT

零件11.SLDPRT

零件12.SLDPRT

零件13.SLDPRT

零件2.SLDPRT

零件3.SLDPRT

零件4.SLDPRT

零件5.SLDPRT

零件6.SLDPRT

零件7.SLDPRT

零件8.SLDPRT

轴承

~$轴承1.SLDPRT

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轴承1.SLDPRT

轴承2.SLDPRT

轴承3.SLDPRT

轴承4.SLDPRT

轴承5.SLDPRT

轴承6.SLDPRT

轴承7.SLDPRT

配件

~$零件201.SLDPRT

~$零件202.SLDPRT

~$零件203.SLDPRT

~$零件204.SLDPRT

~$零件205.SLDPRT

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~$零件207.SLDPRT

~$零件208.SLDPRT

~$零件209.SLDPRT

零件201.SLDPRT

零件202.SLDPRT

零件203.SLDPRT

零件204.SLDPRT

零件205.SLDPRT

零件206.SLDPRT

零件207.SLDPRT

零件208.SLDPRT

零件209.SLDPRT

齿轮

齿轮3

~$零件111.SLDPRT

~$零件113.SLDPRT

~$零件115.SLDPRT

~$零件117.SLDPRT

~$零件121.SLDPRT

~$齿轮3.SLDASM

零件111.SLDPRT

零件113.SLDPRT

零件115.SLDPRT

零件117.SLDPRT

零件121.SLDPRT

齿轮3.SLDASM

齿轮5

~$零件123.SLDPRT

~$零件124.SLDPRT

~$零件126.SLDPRT

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零件123.SLDPRT

零件124.SLDPRT

零件126.SLDPRT

齿轮5.SLDASM

齿轮6

~$零件1230.SLDPRT

~$零件131.SLDPRT

~$零件133.SLDPRT

~$齿轮6.SLDASM

零件1230.SLDPRT

零件131.SLDPRT

零件133.SLDPRT

齿轮6.SLDASM

齿轮8

~$零件150.SLDPRT

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~$零件155.SLDPRT

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~$齿轮8.SLDASM

零件150.SLDPRT

零件152.SLDPRT

零件154.SLDPRT

零件155.SLDPRT

零件156.SLDPRT

齿轮8.SLDASM

齿轮9

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~$零件167.SLDPRT

~$零件168.SLDPRT

~$齿轮9.SLDASM

零件165.SLDPRT

零件167.SLDPRT

零件168.SLDPRT

齿轮9.SLDASM

~$零件991.SLDPRT

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~$齿轮7.SLDPRT

零件991.SLDPRT

齿轮1.SLDPRT

齿轮10.SLDPRT

齿轮11.SLDPRT

齿轮2.SLDPRT

齿轮4.SLDPRT

齿轮7.SLDPRT

~$总图.SLDASM

~$机架.SLDPRT

总图 - 副本 (2).SLDASM

总图 - 副本 (3).SLDASM

总图 - 副本 (4).SLDASM

总图 - 副本.SLDASM

总图.exb

总图.SLDASM

换速.avi

机架.SLDPRT

三联齿轮.dwg

动画仿真.avi

总图.dwg

轴1.dwg

轴3.dwg

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关键词：: x6132 万能铣床主轴变速箱三维设计仿真三维 sw 全套 cad 图纸毕业说明书仿单论文

资源描述：

摘要：铣床主轴变速箱作为铣床的重要组成部分，为主轴的不同转速进行切削提供了可能。

通过了解X6132万能铣床主轴变速箱相关参数，确定合理的传动方案，并对各级齿轮的强度和疲劳强度进行校核。然后利用CAD绘制轴和齿轮各零件的二维工程图。最后利用Solid Works三维建模并且进行运动仿真。并编写设计说明书。

关键词：X6132铣床；主轴变速箱；CAD；Solid Works；运动仿真

X6132 milling machine spindle box 3D design and simulation

Abstract: Milling spindle gearbox as an important part of the milling machine for different spindle speed cutting possible.

By understanding X6132 milling spindle gearbox parameters, determine a reasonable transmission scheme, and the strength and fatigue strength of the gear at all levels will be checked. Then use the CAD drawing shafts and gears of the parts of the two-dimensional drawing. Finally, three-dimensional modeling Solid Works and motion simulation. And the preparation of design specifications.

Keywords: X6132 milling machine；Main shaft transmission ；

CAD；Solid Works；Motion simulation

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

目录 Ⅲ

1. 概述 1

1.1国内外机床的发展现状 1

1.2 X6132万能铣床 1

1.3 X6132万能铣床主要技术参数 2

2. X6132万能铣床主轴变速箱设计 4

2.1 X6132万能铣床传动系统设计 4

2.2 X6132万能铣床齿轮设计 8

2.3 X6132万能铣床各齿轮参数表 12

3. X6132万能铣床主轴变速箱 CAD绘图 13

3.1 CAD软件简介 13

3.2 X6132万能铣床主轴变速箱图纸绘制 13

3.3 X6132万能铣床主轴变速箱CAD图纸 16

4. X6132万能铣床主轴变速箱三维建模 18

4.1 Solid Works软件介绍 18

4.2 Solid Works绘制传动轴三维建模 18

4.3 Solid Works绘制齿轮三维建模 22

4.4 Solid Works装配图三维建模 26

4.5 Solid Works X6132万能铣床主轴变速箱总图三维建模 30

5. X6132主轴变速箱运动仿真 32

6. 总结 37

参考文献 38

致谢 40

1. 概述

1.1 国内外机床的发展现状

从上世纪80 年代起铣床制造业进入了高速的发展时期，90年代中期，我国开始研发自动铣床，并新建了自动化铣床产业基地。所生产的主要是一些中低端的自动铣床。在国内由于价格优势，很快的到了普遍使用，为后来的进军中高端数控自动铣床铺平了道路。目前国产的一些中高端自动铣床和国外的一些先进的产品还是有较大的差距。[2]我国大部分数控机床产品依据在紧跟国际的步伐。

全部文件.gif

机床参数.gif

QQ截图20160609151101.png

总图.gif

三联齿轮.gif

轴1.gif

轴3.gif

字数统计.gif

内容简介：: 29 007 / 24 009 / 9 009009a D at to to of is in of D is to of 1 1 11 D of a It is in to is of to at to by an of is to of is to as as to to at of of of 1to et 2 an of to an or 37. on of to of 810. 11 of to to at of In 12 et 13 &) 2009) 18:749757 to 14 a to of a on of of at of 15. 1519 to to we a to D of of ID to in of to of to to -m 2-m -m is to of of be to is as 3 4, of a of D is a a as 1. C - 2-, of D to of D is of of is be of is to of of in is of of as as we ID in 5% to to is of on ,ID p1of D of in 1 of D 2 D 2009) 18:749757123Din to 55of 2. ID to at 5% is to of D be of 4. of is in of D to D on a 2D of to of be by u 2 R2:u /x; /5of in it is to at of be by/x L C1 y L C1 is of to at be of to as be of u to u be u in be to - to be of to of as of F; ; 8, of to - In we e*to 1 *x y, 5ac. m 0.1 m,m m, e*, /*of e* 1 to 3 4 of 2009) 18:749757 751123 M), of by 20. to - to to to is is to to to to of u of is to u. is u is on to to be to is in is a C If is C is to in - of .1 to In to 5 of a e*, b /*, c u* of e*S S M S B O S S S 6 2009) 18:749757123of to is 2 to is to is to In to is 7. In E is to be to cis to be 0 1j 90 1 0 1:10is Z), S), B). a b to is is to is If of is a, in to to in of in 1 10; a 9 10is in In to E 7 8 of a | b of E| 2009) 18:749757 753123of of to be to 00cif ; 0is to of is 9 10 to be 00is to of is of of to is m; is to in to of - to 2- of of to of g of m. of is to 1.5 m, 1.5 m), of is at 0 m,0 m). in 10, 0, D= a to 9b is of m, m)is 2It s to to 0ab s to in is it is to at of m, m). mm - is by of of if to to to on is is 9 ID a b 2009) 18:74975712311ab, to 10 1 is at of s; of m,m). is mm mm is to 216is:2of of is to 12a b. deadz 毕业设计任务书 1毕业设计课题的任务和要求：设计任务为了解铣床主轴变速箱的结构和工作原理，使用三维计软件完成给定型号铣床主轴变速箱的三维设计，绘制二维工程图，并实现铣床主轴变速箱的运动仿真。 2毕业设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（ 1）掌握三维计软件的使用技术；（ 2）完成给定型号主轴变速箱的三维建模；（ 3）用三维设计软件实现铣床主轴变速箱的运动仿真；（ 4）绘出（或打印出）部分相关工程图；（ 5）撰写设计说明书： (a)设计合理，语句通顺，格式规范，图表正确，表述清晰； (b)打印成册。毕业设计任务书 3对毕业设计课题成果的要求包括毕业设计、图纸、实物样品等 )： 1 毕业设计开题报告一份； 2 毕业设计说明书一本，要求思路清晰，语句通顺，无错别字； 3 图纸一套，要求结构合理，表达正确、清晰。 4毕业设计课题工作进度计划：起迄日期工作内容 2016 年 2 月 29 日 3 月 21 日 3 月 22 日 5 月 20 日 5 月 21 日 5 月 31 日 6 月 01 日 6 月 05 日学习相关软件，查阅资料，撰写开题报告；熟悉开发环境，详细设计；撰写说明书；毕业答辩。学生所在系审查意见：同意下发任务书。系主任： 2016 年 2 月 29 日毕业设计开题报告 1结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文献综述言铣床主要指用铣刀在工件上加工多种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、 T 形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削，因而铣床的生产率较高。简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。内外研究现状（ 1）铣床国外研究现状铣床最早由美国人 818 年创造的卧式铣床。为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人 862 年创造了第一台万能铣床，是为升降台铣床的雏形。 1884年前后出现了龙门铣床。 20 世纪 20 年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成 “ 进给的自动转换。 1950 年以后，铣床在控制系统发面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是 70 年代后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。随着机械化进程不断加剧，数控编程开始广泛应用于机床类操作，极大的释放了劳动力。数控编程铣床将逐步取代现在的人工操作。对员工的要求也会越来越高，当然带来的效率也会越来越高。在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计 (计算机辅助工程分析 (计算机仿真技术；在加工技术方面，已实现了底层 (车间层 )的自动化，包括广泛地采用加工中心 (或数控技术 )、自动引导小车 ( 。近 10 余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等。（ 2）铣床国内研究现状机械行业作为一个传统而又具有发展潜力的行业，伴随着德国现在提出的“概念以及中国提出的“ 2025 计划”，机械制造业面临着有逐步向智能化方向转变，最终实现全自动化、柔性化制造。中国对铣床的研究开展较晚，但是在广大科研院所的共同努力下，已经取得非常可观的成就。近年来我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中越来越多地采用欢迎。铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。随着电子技术的发展可编程序控制器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的作用。自动铣床具有工作平稳可靠操作维护方便运转费用低的特点已成为现代生产中的主要设备。自动铣床控制系统的设计是一个很传统的课题现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现铣床控制的设计方案也越来越先进越来越趋于完美。在我国七八十年代大多数铣床中大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。因此继电器本身固有的缺陷给铣床的安全和经济运行带来了不利影响。用铣床的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。通过对比国内外发展现状的研究，我们明显可知，目前我国的机械加工能力远远赶不上国外。因此，本文开展对铣床主轴变速箱的研究得非常重要。 (3)变速箱发展概况机床变速箱是机床中极其重要的传动部件，因此在人们开始应用机械时变速箱就已经诞生。早期的机床变速箱主要是简易的换挡变速箱，也就是通过单纯通过齿轮和传动轴以及简单的变速机构来实现传动和变速。随着机械行业的发展，加工技术和金属材料日益先进，使得换挡变速箱结构日趋复杂和先进。但是人们通过长时间的生产和应用，发现换挡变速箱具有其设计原理上的缺陷，其无法实现传动比的均匀变化，造成速度损失，从而影响加工条件。因此，人们开始研究实现传动比连续变化的方案，也就是无级变速。无级变速箱是在 19 世纪 90 年代出现的，至 20 世纪 30 年代以后才开始发展，由于受当时各方面因素如机械发展水平、材质和加工工艺等条件的限制，进展十分缓慢。 20世纪 50 年代，尤其是 70 年代以后，随着科技的发展，原本无法解决或很难解决的技术难题一一突破。加之实际生产中对无级变速箱的需求越来越多，无级变速箱得到了很大的发展，得到了较为广泛的应用。结本综述对铣床的结构、分类等基本知识进行了简介，对铣床主轴的发展历程进行了回顾，指出了国产机床发展过程中存在的缺陷。通过前期查阅资料对铣床主轴变速器有一个深刻的认识，便于设计内容的顺利进行。参考文献 1郑修本机械工业出版社 ,2012,03 2韩秋实北京 :机械工业出版社 ,2010 3麓山文化 08 例 2011,04 4秦大同现代机械设计手册（第 1 卷） 2011,03 5孙开元常见机构设计及应用图例 2010,07 6凌云机械设计实用机构运动仿真图解 2014,01 7杨雪宝西北工业大学出版社 ,2010. 8 李国斌机械工业出版社出版 ,2010 9辛文彤文版从入门到精通 2012,01 10詹迪维级应用教程（ 2012 中文版） 2012,03 11 吕建法 ,闫兵 ,王文芝 J 2012(12). 12 任小星镗铣床主轴夹紧装置的改造 J2016(02). 13 刘超峰 ,张功学 ,张淳 ,陈英速立式加工中心主轴箱灵敏度分析 J2010(10). 14 张霄 D015. 15 张乐平 D014. 16 陆畅 D014. 17 梁东旭 D2013. 18 韩君 D. 河北农业大学 2012. 19 谷玉芳 D 2012. 20 徐青山 D2013. 毕业设计开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：究或解决的问题（ 1）通过对自己所查找的相关资料，了解掌握铣床主轴箱。（ 2）熟悉铣床主轴变速箱的三维设计与仿真过程。（ 3）学会计软件，完成老师所给型号的主轴箱变速箱的三维建模。（ 4）用三维设计软件铣床主轴变速箱进行运动仿真。（ 5）编写说明书，完成相应的工程图设计。采用的设计方案（ 1）拟定对铣床主轴箱进行三维设计及仿真工作，其结构如图所示。主要包括（组 6个） 2 个）） (2)主要参数最低转速 N r/最高转速 N r/主电动机转速 N r/主动电机功率 N （ k w）公比转速级数 z (3)利用三维软件行三维设计和仿真。采用的研究思路和手段初步拟采用理论分析和结构设计相结合的研究方法。针对铣床主轴变速箱设计主要采取以下方法：收集国内外相关研究资料，对其进行详细分析并总结各自方案的优缺点；通过对比国内外研究情况，提出自己的看法，拥有自己的创新点。通过对机构进行总体分析并详细设计，初步确定本设计的研究思路。总结自己的思路，并与指导老师、同学们进行交流，最终确保本毕业设计思路的正确性和可行性。在做毕业设计的过程中，如果遇到疑问或问题，及时与老师沟通交流；最终完成铣床主轴变速箱设计。撰写毕业设计说明书，准备答辩。度安排 2 月 29 日 3 日：查阅资料 3 月 4 日 21 日：撰写开题报告 3 月 22 日 26 日：熟悉境 ,建立某型号铣床三维模型 3 月 27 日 19 日：进行主轴变速箱仿真加工 4 月 20 日 18 日：确定优化方案 5 月 19 日 1 日：完成毕业论文初稿 6 月 2 日 6 月 5 日：根据指导老师意见，修改论文初稿，完成终稿，准备答辩毕业设计开题报告指导教师意见：该生课题为某型号铣床主轴变速箱三维设计与仿真，选题具有一定的实用价值。该生通过查阅文献，了解了铣床主轴变速箱的结构、工作原理，文献综述部分对铣床主轴变速箱作了较为完整的介绍，并对国内外研究现状有了一定了解，在第二部分拟定了合理的研究方案和设计思路。开题报告书写格式规范，条理清晰，基本达到要求。同意开题。指导教师： 2016 年 3 月 21 日所在学院审查意见：同意开题负责人： 2016 年 3 月 22 日中北大学信息商务学院院系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化姓名 : 任帅帅班级： 12020144导教师：吴淑芳全文结构一 . 二 . 三 . 四 . 五 . 总结一 . 铣床主要指用铣刀在工件上加工多种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。工作台能够回转 ,设备主轴可以更换立式铣头 ,这样调试之后可以操作很多角度的工作。例如铣头能够左右回转和前后回转 ,摇臂能够前后伸缩 ,并在水平面内 360度回转。首先这款设备的电机功率为 7机安装在设备的后面 ,电机启动后产生的动力可传递到变速箱 ,主机变速箱采用的是圆盘式复位变速运动。然后 ,设备只需要配备相应的机床零部件就可以完成各种工艺的操作 ,俗称万能铣床。二 . 轴传动结构式又称主轴传动链。它表示的是主电动机的转动传到主轴的传动路线。主电动机轴以 1440r 过弹性联轴器与轴轴过传动比为 26： 54的一对固定齿轮，使轴获得不同的转速。轴的右边有一个三联滑移齿轮，与轴上的三个固定齿轮相啮合，有三种不同的啮合对，传动比分别为 22： 33、 19： 36和 16： 39，使轴获得三种不同的转速。再通过轴上的三个固定齿轮（即 39、 28和 18），与轴左边的一个三联滑移齿轮相啮合，有三种不同的啮合对，其传动比分别为 39：26、 28： 37和 18： 47，使轴获得 3 3 的右边有一双联滑移齿轮，与轴两种不同的啮合对，使轴 2 以主轴可以获得 18种转速。三 . 四 . 五 . 总结在没接触毕业设计之前我单纯的以为就是把之前四年的知识总结一遍就能完成。可惜是我想的太简单了。毕业设计不仅是对以前知识的总结，还是对现在能力的提升。通过这次毕业设计我明白了许多，我要学习的东西还有很多。学无止境我应该更加的努力。而且通过这次的毕业设计，我和同学的关系更近了。在这个过程中他们给了我很多帮助，我非常感谢他们。并且我也懂得了在以后的生活里，应该多听一下别人的意见集思广益，这样才能做得更完美。高架起重机的模糊控制设计与死区补偿出版：施普林格出版社伦敦有限公司 2009， 4月本要：本文提出了一种简单而有效的方法控制三维桥式起重机。所提出的方法使用快速运输与模糊控制的一种控制控制死区补偿起重机时接近目标的精确定位和移动负荷平稳。只有剩下的距离和投影用于设计模糊控制器的摆动角度。在这种方法中，没有任何植物的起重机信息是必要的。因此，所提出的方法大大降低了计算的努力。几个实验说明通过建议的方法，鼓励有效性一种规模化的三维起重机模型。的非线性干扰，如作为突然碰撞，也考虑到检查的所提出的方法的鲁棒性。关键词：桥式起重机投影摆角模糊控制器死区补偿 1 引言三维起重机由小车、驱动电机和软电线。工厂和港口经常使用它用于搬运重物。马达驱动小车和弹性钢丝绳的载荷。快速、平稳、精确移动到目标是起重机控制的主要目标。一般情况下，有经验的起重机操作员移动到负载目的地慢慢地，把小车来回地来回地使负载平稳，并试图阻止台车在目的地准确而顺利。然而，由于非线性负载摇摆运动，平稳输送由起重机操作员精确的负载定位是不容易的。此外，快速运输的负荷，但没有摆动是一个更加困难的目标。因此，只有起重机操作员的反馈是不足以控制的运输过程中的起重机。起重机控制的目的是将负载转移到尽可能快的目标；同时，尽量减少在运输过程中的摆动和停止台车正是在目的地。然而，加速的起重机总是伴随着非线性负载的摆动，它可能造成的负载损坏，甚至发生意外。一些调查已经制定了防摇摆的方法桥式起重机的有效控制。有些物品起重机控制存在的问题探讨系统。在这些研究中，特罗格 1 用最少的时间控制，以最大限度地减少负载摆动。模型，以评估一个最佳的速度或路径参考，最小化的负载摆动 3， 7 。然而 ,由于负载摆动取决于小车的运动和加速度，最大限度地减少周期时间和负载摇摆是部分相互矛盾的要求。一些研究还应用非线性控制理论分析起重机系统的性能 8， 10 。此外， 11 还开发了建模和基于能量的起重机的升降器的非线性控制。这些方法太用于工业用途的复合物；同时，它们花了太多时间来转移负荷平稳在交通运输开始时剧烈摇晃。此外，吉田和川边 12 提出了实时饱和起重机控制策略。松尾等人。 13 使用于木和 14开发了一个集中控制系统与向上和向下和旋转方向之间的耦合抑制悬臂式起重机的摆动。这些研究主要集中在空载摆动的抑制了控制，但在起重机的结束并没有解决位置误差的问题运动 15。基于一些模糊的方法 15提出了控制起重机。不幸的是，这样的模糊控制器不能提供对所需性能起重机系统中，由于不确定性和大扰动模糊系统，降低了工作效率。在本文中，我们提出要容纳所有的方法 3D 起重机控制的目标，包括快速移动起重机，负载的抗摇摆，和控制器的设计简洁程序。一种使用制器来驱动起重机快速交通控制的前部并应用剩余距离和摇摆投影角度来设计模糊控制器。拟议的条款还提供补偿算法来克服控制死区的问题，提高了性能。一缩放起重机模式，以 2 米长， 2 米宽， 2 米高，用于说明该方法的有效性。这个方法不使用起重机的复杂植物模型设计了吊车的控制器，但两者的定位和晃动的问题是可以解决的。所提出的模糊控制方法大大有助于控制复杂的系统。这篇文章的结构安排如下。第二部分示出了提出投影法和教派。第三部分揭示了桥式起重机控制系统的补偿算法。在第四部分几个实验结果呈现给说明了该方法的优点。 2 起重机控制器设计起重机控制器设计的物理装置三维起重机系统组成电车和软线负载的关系 ,如所示图 1所示。两个直流电机驱动电车沿着 2 位编码器 (两个为传感 X - y 位置电车和其他两个旋角测量的负载在 3 d 空间 )应用于测量相关参数。负载的摆动图 3 d 图 2 所示。一般来说 ,小车的运动将陪同的负载。当电车 ,向后旋角可以预期 ,反之亦然。那 ,相应的摆动的方向是相反的吗小车运动 ;与此同时 ,小车的加速度也会造成额外的负载。因此 ,转移顺利快速的负载 ,并不容易。同时由于起重机控制的目标之一转移负载尽可能快 ; 因此 ,我们利用的距离快速 5%运输 ,然后切换到模糊的投影方法来抑制负载摆动。块图模糊的起重机控制系统图 3所示。如图 4所示。为了实现对目标的控制，快速旅行期间，停止精确和平稳地在末端摆动，小车应该被驱动有以下标准。首先，小车应该是沿着电子的方向，到达目的地尽可能快。其次，小车应沿消除摆动角度的方向。然而 ,电子和你的方向可能不一样，和驾驶小车沿着电子和你的方向在其间可能是不可能的。因此，笔者适用模糊控制小车的方向 E、 X 轴和 Y 轴双电机作为驱动起重机。一个使用 E 是模糊的先行因素控制器得到模糊控制 X 轴电机，和其他适用的 / Y 导出控制假设模糊控制器的输出是超滤膜，其中的输出作为输入的模糊函数变量，表 1 中定义的规则使用最低推理和重心去模糊化 20。作者用输出信号控制X 轴和 y 轴的马达。因为到达目的地的因素和消除摇摆都考虑设计投影方法保证是抑制同时摆动起重机驱动沿方向到达目的地。它比通常的动方法起重机抑制来回摇摆。顺便说下 ,实现快速和平稳过渡负载 ,驱动电车沿着方向 E 和 u 必须遵守规则。余下的路程 E u 和此 ,的目的起重机控制最小化 E和 u。然而 ,有一个电车和负载之间的软线。控制消除 E u 并不是在同一表面上 ,和权力没有必要将完全从电车负载。因此 ,一些非线性属性将展览。此外 ,通过软线的控制也增加的非线性和复杂性。因此 ,非线性控制器将是更正确的选择设计起重机控制器。这是作者选择的主要原因 3 死区补偿方法小车起重机是一种重型机械系统，由直流电动机。如果控制输入电压很小，直流电动机不能驱动小车吊机非线性摩擦，造成控制死区和降低性能。图 6显示了死区的本文中的实际规模的起重机控制系统。可以发现，轴电机都表现出死区效应。当驱动力的绝对值小于 Y 轴电机和机、小车可以阻止由于死区，降低性能。为了避免这些情况，建议系统采用补偿算法补偿电动机的驱动力。当对目标的距离足够远，模糊控制器教派解决。将生成足够动力来驱动电车。然而，当小车接近目的地的功率会逐渐减小。当衍生模糊功率太小时，手推车目的地之前可以停止由于控制盲区。在这种情况下，基于模糊补偿算法将激活累积的控制力量驾驶起重机从盲区出发。块用补偿算法沿图示在图如下。步骤 1 在补偿模糊控制器，所述绝对额外电力来驱动起重机。图 8a和相应的隶属函数和模糊规则示于表 2中。步骤 2在门的距离仍然远远不够，模糊控制器将产生足够的权力，驱动小车起重机。然而，功率将减少当小车接近目的地。速度因此放缓。如果的变化小车位置 | 小于，则手推车起重机对于盲区会逐渐停止。补偿方法激活这个时候提供额外的动力。增加控制这有助于在目的地前的起重机停下来。补偿原理示于以下方程组灵活的电线与负载相连。因此，该起重机系统的非线性，因此增加检验补偿控制算法的能力。作者设置了起重机控制的停止准则系统具有以下资格：距离目标是小于时，摆动角度负载小于起重机可以停止由于控制死区补偿算法，将激活提供额外的力量，直到停止。 4 实验结果一个规模起重机模型是建立在实验室中证明了该方法的有效性。两个加于轴马达来驱动的开销起重机系统。 4个 12位编码器发送的信息本位置（包括坐标）小车和负载，控制器。负载的重量为斤悬挂柔性金属丝的长度为 1m。假设负载的目的地被设定为（而负载的起始位置是在（ 0米的位置， 0米）。在实验中相应的常数是 10， 0， K D = 图 9 示出了具有仅实验结果控制器。图 9a 示出的剩余距离目标和图 9 可以发现，小车驱动快，但有严重的摆动。手推车的最终位置是（，）和剩余的摆动幅度为约 12 对于用了 8秒到达目标，但挥杆无法克制好。图 10们可以发现，车花了约 5秒到目的地 ;在此同时，回转角度投影法的表现非常出色。该剩下的摆动幅度是是，它是困难的小车在目标精确地停止 ;手推车的最终位置是（，）。因此，对稳态误差小车是 X 轴和 Y 轴米，分别。这个问题是由的摩擦引起的 X 轴和 Y 轴轨道小车。因此，如果手推车是非常接近目标，模糊控制器将提供小功率要达到的目标。当电源不足以克服所述控制死区，该手推车将停止在错误的地方，使得性能更差。此外，轴。这一结果控制匹配的型电机严重。图 11 a - b,提出了补偿方法应用于投影控制。的主要区别无花果。 10 和11 之间的位置误差电车。人们可以发现克制在 7 或 8 秒 ;与此同时 ,精确电车停了下来在补偿算法后的目标是激活。电车的最终位置 (m,的定位误差只有轴和此之外 ,其余套两个索引比较实验结果 ,位置指数其中比提出的方法描述了图 12 a 和 b。可以极大地提高发现死区补偿 3 d 桥式吊车系统的控制性能。然而 ,通常用于桥式吊车系统在户外。突然碰撞等干扰可能影响的负载控制性能。在过去实验中，作者使用的额外的驱动力，为负载突然碰撞。这种碰撞持续半秒后小车驱动 20 s,图 13a b 所示的实验结果。一个可以轻松地找到那秋千成为非常严重负载的碰撞发生。然而，建议方法仍然可以做好它。可以向驱动小车很快就抑制摆角。与其他研究中所示的另一个实际的三维起重机控制系统相比，该方法节省旅行时间和提供简单技术抑制负载摆动和很好位置错误。此外，提出基于模糊控制器不需要开小车来回要控制摇摆，这样也可以减少负载的损害的机会。应用设计控制器的信息也有助于简化了控制器的设计。评论有一些参数应来决定提出的设计。大多数的常数，在这篇文章，如通过真下得到数，同样停止准则和安全约束 10 起重机的数学模型。开关条件和停止条件决定速度运输。这两个参数可以任意设置为满足不同的控制要求。基本上，隶属度函数可以选择同样是分布的动态范围。但是，我们注重起重机控制附近的目标。这就是为什么隶属度函数相近，接近于零。 5 结论提出了一种简单而有效的方法来控制三维起重机系统。这种方法是基于位置误差和偏转角设计起重机的投影控制器。没有复杂的动力学方程起重机必须考虑在控制器设计。作者还设计了一种补偿死区补偿算法 ,提高性能。实验结果表明 ,提出的方法可以大大抑制摇摆不暴露业绩快速移动 ; 致谢这项工作是由下格兰特 231 . J, G, , , D (2003) l 11:471481. . , , (1998) An :1520. . a H (2005) J 81: 120. . J, , , (1995) a of 42:5157. 9951593 5. N, H (2003) on 4:347 358. :. , (2002) of an 49:405411. 0020587 7. , Y, C (1999) A of J 28:651682. . , (1995) of a 1:851862. 0054)00148. , E, M, (2003) an :418423. 0. (1998) of a 20:471 476. 1. A, (2002) of 49:209215. 0020402 12. , (1992) A of a to 7:121127. 3. , , , (2004) Q to of 2:156166. 4. , (2003) of a on a 1:32 42. 5. , H, F, A (2000) :38 43. 6. Y (2006) of 5:350 358. 7. Y (2007) of :164 172. 8. , Y (2001) of an 8:983 994. 9. C, K (1997) :167 168. 9970114 20. J, (1995) an I 能铣床主轴变速箱三维设计与仿真摘要：铣床主轴变速箱作为铣床的重要组成部分，为主轴的不同转速进行切削提供了可能。通过了解能铣床主轴变速箱相关参数，确定合理的传动方案，并对各级齿轮的强度和疲劳强度进行校核。然后利用制轴和齿轮各零件的二维工程图。最后利用维建模并且进行运动仿真。并编写设计说明书。关键词：床；主轴变速箱；运动仿真 6132 D as an of By 6132 a of at be AD of of of 录摘要 . . 目录 . 1. 概述 . 1 内外机床的发展现状 . 1 6132 万能铣床 . 1 6132 万能铣床主要技术参数 . 2 2. 能铣床主轴变速箱设计 . 4 6132 万能铣床传动系统设计 . 4 6132 万能铣床齿轮设计 . 8 6132 万能铣床各齿轮参数表 . 12 3. 能铣床主轴变速箱图 . 13 件简介 . 13 6132 万能铣床主轴变速箱图纸绘制 . 13 6132 万能铣床主轴变速箱 . 16 4. 能铣床主轴变速箱三维建模 . 18 件介绍 . 18 制传动轴三维建模 . 18 制齿轮三维建模 . 22 配图三维建模 . 26 6132 万能铣床主轴变速箱总图三维建模 . 30 5. 轴变速箱运动仿真 . 32 6. 总结 . 37 参考文献 . 38 致谢 . 40 1 1. 概述内外机床的发展现状从上世纪 80 年代起铣床制造业进入了高速的发展时期， 90年代中期，我国开始研发自动铣床，并新建了自动化铣床产业基地。所生产的主要是一些中低端的自动铣床。在国内由于价格优势，很快的到了普遍使用，为后来的进军中高端数控自动铣床铺平了道路。目前国产的一些中高端自动铣床和国外的一些先进的产品还是有较大的差距。 2我国大部分数控机床产品依据在紧跟国际的步伐。 6132 万能铣床能铣床主要构造由床身、工作台，速箱等基本分组成。其外形结构如下图所示。铣床结构图 2 6132 万能铣床主要技术参数能铣床主要技术参数主要技术参数作台面尺寸 20作台最大纵（横）向行程（手动 |机动） 00/680、 255/240 工作台最大垂向行程（手动 |机动） 20/300 工作台最大回转角度 45 主轴中心线至工作台面距离 0/350 主轴转速级数 18 轴转速范围 301500 工作台进给量级数 18 电机功率给电机功率床外形尺寸 294床重量（净重） 650/2950 工作台纵（横）向进给速度 mm/021 级）工作台垂向进给速度 mm/321 级）工作台纵（横）向快速进给速度 mm/300 工作台垂向快速进给速度 mm/3 图 1床实物图 4 2. 能铣床主轴变速箱设计 6132 万能铣床传动系统设计能铣床电动机输入功率为 7速为 1440r/能铣床主轴传动流程如下图所示：能铣床主轴变速箱内有两个三联和一个二联的滑动齿轮，共有3*3*2=18 种转速，最高转速为 1500r/低转速为 30r/动转速如下图所示： 5 6 能铣床主轴变速箱传动比对应的齿轮数关系。如下图所示：传动比 2 传动比 2 26/54 26 54 16/39 16 39 19/36 19 36 22/33 22 33 39/26 39 26 28/37 28 37 18/47 18 47 82/38 82 38 19/71 19 71 6/54) 440m 4-(16/39,19/36,22/33) i n/i n/49-(39/26,28/37,18/47) i n/i n/46-(39/26,28/37,18/47) i n/i n/3654192614402220112 7 4(39/26,28/37,18/47) i n/i n/496-（ 82/38,19/71) i n/i n/497-（ 82/38,19/71) i n/i n/497-（ 82/38,19/71) i n/i n/466(82/38,19/71) i n/i n/467(82/38,19/71) i n/i n/467(82/38,19/71) 8 i n/140m i n/436(82/38,19/71) 96693795509550m i n/693m i n/437(82/38,19/71) i n/i n/437(82/38,19/71) i n/177m i n/6132 万能铣床齿轮设计能铣床主轴变速箱各齿轮模数和齿宽计算，选用直齿圆柱齿轮，故选用 7级精度 (材料选择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45钢（调质），硬度为 240者材料硬度差 40 按齿根弯曲强度设计 : 3 2121co 小齿轮的弯曲疲劳强度极限为 001 ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限为 : 802 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数 S= : 9 M P 111 M P 222 计算大、小齿轮的并加以比较 : 111 Y 0 1 6 3 8 8 0 222 Y 1. 2610c 取模数，计算齿轮齿宽 : d 所以： 6，模数 M=3，齿宽 B=40 4，模数 M=3，齿宽 B=35 2. 取模数，计算齿轮齿宽 : d 所以： 6，模数 M=5，齿宽 B=50 9，模数 M=5，齿宽 B=45 3. o 取模数，计算齿轮齿宽 d 10 所以： 9，模数 M=5，齿宽 B=50 6，模数 M=5，齿宽 B=45 4. o 取模数，计算齿轮齿宽 : d 所以： 2，模数 M=5，齿宽 B=50 3，模数 M=5，齿宽 B=45 5. o 取模数，计算齿轮齿宽 : d 所以： 9，模数 M=5，齿宽 B=65 6，模数 M=5，齿宽 B=60 6. o 取模数，计算齿轮齿宽 : d 所以： 8，模数 M=5，齿宽 B=70 7，模数 M=5，齿宽 B=65 7. 1810c 取模数， 11 计算齿轮齿宽 : d 所以： 8，模数 M=5，齿宽 B=50 7，模数 M=5，齿宽 B=45 8. o 取模数，计算齿轮齿宽 : d 1 1 所以： 2，模数 M=6，齿宽 B=115 8，模数 M=6，齿宽 B=120 9. o 取模数，计算齿轮齿宽 : d 所以： 9，模数 M=8，齿宽 B=80 1，模数 M=8，齿宽 B=75 6132 万能铣床各齿轮参数表能铣床各齿轮参数表 Z Z M B 6 3 40 12 4 3 35 6 5 50 9 5 45 9 5 50 6 5 45 2 5 50 3 5 45 9 5 65 6 5 60 8 5 70 7 5 65 8 5 50 7 5 45 2 6 115 8 6 120 9 8 80 1 8 75 3. 能铣床主轴变速箱图件简介生于 60 年代，目前图软件是计算机辅助设计领域最流行的二维绘图软件。此软件功能强大、使用方便，在国内外广泛应用于机械、建筑等行业。 7 13 6132 万能铣床主轴变速箱图纸绘制第一步：设置绘图图层，图层相当于图纸绘图中使用的重叠图纸，通常情况下，我们会将图纸中的，粗实线，细实线，点画线，剖面线等等。将不同的线段进行分图层放置。具体操作如下图所示 : 第二步：图层设置完成后就可以绘制总图了。使用绘图工具栏，进行图纸的绘制。绘图工具栏如下图所示 : 第三步：为图纸标注尺寸，打开注样式管理器设置标注样式。点击修改按钮，就会打开样式编辑的界面，可以对标注的线，符号和箭头，标注文字，标注单位，公差等参数进行设置。如下图所示 : 14 第四步：标注行为公差，形位公差。行为公差的标注样式如下图所示，为了保证零件的加工精度必不可少的一部分。形位公差对话框。 15 第五步：为图纸标注表面粗糙度。第六步：为图纸绘制技术参数表格。第七步：为图纸添加技术要求。 16 第八步：标注序列号，使用绘图工具栏里面的序列号标注命令对图纸进行序列号标注。具体操作如下图所示： 6132 万能铣床主轴变速箱纸（ 1）能铣床主轴变速箱三联齿轮 17 （ 2）能铣床主轴变速箱输出轴（ 3）能铣床主轴变速箱传动总图 18 4. 能铣床主轴变速箱三维建模件介绍司开发的三维应用软件，可进行三维建模、装配校验、运动仿真、有限元分析等功能。 12 制传动轴三维建模能铣床主轴变速箱由一个输入轴和一个输出轴，三个中间轴组成。传动轴的三维模型绘制主要有两种办法一种是从右往左通过拉伸命令一段一段进行创建。另一种是通过旋转命令，先将的轴的截面整体绘制出来，通过一个选转命令一次就可以绘制完成。两种绘制方法无优劣之分，绘制时依据个人习惯即可。下面我们是用第一种方法进行绘制能铣床主轴变速箱的输入轴。（ 1）对输入轴进行分析。从下图可以看出输入轴从左到右按照直径的不同，可以分为八部分，可通过八次拉伸命令来创建。轴与齿轮通过平键连接，平键凹槽需要通过拉伸切除命令穿件。轴的最右侧与制动轮相连。缺口部分也需要同过拉伸切除命令穿件。 19 （ 2）通过拉伸命令首先创建轴最左侧的输入部分，直径为 39度 60 （击拉伸命令，选择草绘平面，进行草图绘制，绘制一个圆，直径为 39 （单击完成草图绘制，去拉伸命令操作界面，输入拉伸长度为 60后点击对勾，完成轴的第一段绘制。 20 （ 3）重复使用拉伸命令，对轴的不同直径部分，从左到右依次进行绘制，直至到达轴的最右端。通过八次拉伸命令创建完成后的轴的结构如下图所示：（ 4）轴的主体绘制完成后，同过拉伸切除命令进行键槽和尾部切口的创建。（击拉伸切除命令，选择草绘平面，进行键槽的草图绘制。 21 （击完成草图绘制，去拉伸切除命令操作界面，输入拉伸切除长度为 15后点击对勾，完成轴的键槽绘制。同样使用拉伸切除命令多轴的尾部开口进行创建，完成后的结构如下图所示： 22 输入轴绘制完成后的结构形式如下图所示：制齿轮三维建模齿轮的画法主要有两种，一种是是用渐开线准确的绘制齿轮，这种方法绘制的齿轮精准，主要用于齿轮的数控机厂加工。绘制渐开线齿轮，方法复杂要求绘制水平较高。另一种是使用件进行齿轮绘制，这种方法简单快捷，常常用于运动模拟分析，不需要以齿轮三维图进行加工的场所。下面使用件的方法进行齿轮绘制。（ 1）以高速输入轴第一个齿轮为例说明使用件绘制齿轮的步骤。（ 2）添加件，单击添加件按钮，会出现下图中的插件添加界面。选择件，在它的前面和后面打上对勾即可。 23 件添加成功后，会在右边的操作面板处出现下图中的件标志。（ 3）依次展开件，选择力传动正齿轮，选中正齿轮，然后单击鼠标右键，选择生成零件。 24 （ 4）进入制齿轮的截面，在左侧会要求输入齿轮的一些关键参数。我们这里的齿轮参数为：齿数 z=26，模数 M=3，齿宽 B=40间轴直径为 40所有参数填写完毕后，单击对勾。 25 （ 5）通过拉伸切除命令为齿轮创建键槽。键槽的深度可已选择拉伸中的完全贯穿命令，也可以输入一个大于齿轮厚度的一个数值。 26 配图三维建模当能铣床主轴变速箱的所有单个零件绘制完成以后，就需要绘制整体装配图了。绘制装配图的目的是将整个零件组装起来，方便进行干涉检查，运行仿真，受力分析。在这里以第二个轴为例子说明建装配图的步骤。第二轴的装配结构形式如下图所示 : （ 1）新建一个装配体。 27 （ 2）将轴二需要装配的轴，齿轮，轴承，端盖，添加到装配体来。单击添加零件按钮，然后点击预览，找到需要添加的零件。具体操作如下图所示：将部件一一放到装配体中，认第一个零件是固定的，其余为浮动的。如下图所示： 28 （ 3）为零部件添加配合。首先添加同心配合。由于轴，齿轮，轴承，端盖他们都是同心放置的。所以将它们一一添加同心的约束。同心约束添加完成后，样子如下图所示：轴，齿轮，轴承，端盖会处于同心的状态，它们位于同一条直线上。这时若使用动功能是可以将它们进行左右拖动的，但零件始终处于同心的状态。（ 4）为了防止齿轮的左右移动，将零件固定到轴上某一位置，这时就需要继续给齿轮添加约束。下面将齿轮与轴的齿轮轴间相贴合。首先单击添加约束按钮，选中齿轮的一个面，如下图所示，齿轮断面被选中以后，颜色会变为蓝色。 29 然后选择与齿轮断面相贴合的轴肩面，这是齿轮端面会自动与轴肩面进行贴合。最后单击对勾即可。这时若使用动功时，齿轮就会紧紧与轴肩贴合，不会左右移动了。（ 5）重复上述命令，将剩余的约束添加完毕。装配完成后的结构形式如下图所示： 30 6132 万能铣床主轴变速箱总图三维建模能铣床主轴变速箱三维模型进行装配完成以后的样的如下图所示：装配体之总图 31 装配体之总图 32 5. 轴变速箱运动仿真（ 1）打开配体，使用动算例。位置在软件的左下角。如下图所示：（ 2）打开动算例，操作面板在软件的下方，打开操作面板，如下图所示： 33 （ 3）为旋转轴添加电机，电机操作面板的电机图标。如下图所示：（ 4）马达的操作面板如下图所示，可选择马达旋转方向，可输入马达旋转速度。 34 （ 5）马达的操作面板如下图所示，马达添加完成后，在下方的控制面板会有相应的显示，也可以添加多个马达。 35 （ 6）单击运算按钮，添加马达的旋转轴，就会按照我们设定的转速和旋转方向进行旋转。可以通过操作面板的

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