CA6140车床三维建模及运动仿真-车床设计、装配、运动仿真【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851课程设计说明书课程名称机械设计方向课程设计题目CA6140车床设计、装配、运动仿真机械工程学院（系）机械设计专业班级学号学生姓名指导教师2014年12月CA6140车床总体设计目录目录第一章课程设计任务书3（一）、设计目的和要求3（二）、设计学时和学分5（三）、设计的主要内容5（四）、设计的进行方式6（五）、设计时间安排6第二章机床的规格参数和用途8第三章传动方案和传动系统图12第四章车床零件有限元分析17第五章机床总装配及仿真24第六章总结与心得31第七章参考资料编目32买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853CA6140车床总体设计买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855CA6140车床总体设计买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857CA6140车床总体设计买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859CA6140车床总体设计第一章课程设计任务书（一）、设计目的和要求现代机械CAD课程设计是机械设计专业方向课程中实践性较强、综合性突出的重要教学环节，使该专业方向的学生在校期间最后一次（除毕业设计外）进行的较长时间、较系统、较全面的工程设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有特别重买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511要的地位。对于树立学生的创新精神，培养学生设计的系统性、可靠性、完整性意识，激发学生用依据理论结合计算机技术解决工程实践问题的兴趣，加深同学对课程所学内容的综合理解和掌握具有举足轻重的作用和十分重要的意义。本教学环节的实施目的是1、通过课程设计实践，树立正确的现代的机械设计思想，培养综合运用机械设计、现代设计方法学、自动机械设计课程和计算机辅助设计/辅助分析/辅助制造（CAD/CAE/CAM）、有限元分析、优化设计、可靠性设计等其他先修课程的理论与生产实践知识来分析和解决用计算技术对现代机械的进行完整设计所涉问题的能力。2、学习用计算机技术进行现代机械设计的一般方法，掌握计算机辅助现代机械设计的一般规律和所需技术和软件。3、用计算机进行现代机械设计基本技能的训练例如计算（MATLAB）、分析（UG/SCINARIO、有限元分析、机构运动分析、结构分析和参数化设计模块）、修正、绘图（UG/DRAFTING/ASSEMBLY/FREEFORM）、查阅资料和手册、运用标准和规范。4、有条件的话，可熟悉现代设计中涉及的计算机技术（计算机辅助制造UG/MANUFACTURING）和其他流行CAD软件（ANSYS、ADAMS、PRO/E）的使用操作，全面掌握现代计算机辅助机械设计的全过程。CA6140车床总体设计课程设计教学的基本要求是1、能从机器功能要求出发，制定或分析设计方案，合理的选择电动机、传动机构和零件。2、能按机器的工作状况用MATLAB分析和计算作用在零件的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件主要参数及尺寸。3、能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对机器和零件进行结构设计。4、绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全面。5、掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机进行结构设计并绘制装配图（UG/ASSEMBLING）、零件图（UG/DRAFTING）的方法。6、进行有限元分析（UG/MASTERFEM或ANSYS）、机械运动动态分析（UG/MOTION或ADAMS）或和机械结构分析（UG/STRUCTURES或ADAMS）并对整个装置进行针对性分析并取得合理的改进。（二）、设计学时和学分学时3周学分15（三）、设计的主要内容课程设计题目常以一般用途的机械装置为主，也可以做其他设计买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513题目，其他工作量相当于C6140机床的主传动部分设计。每个学生应相对独立完成确定机器或传动装置的总体方案，选定电动机和传动机构，并完成其运动学计算；进行传动零件以及轴、轴承、键联接、联轴器的设计计算，选择有关零、部件的规格；结合设计计算，穿插进行主要零件的结构设计；用绘图机器或传动装置的总体结构设计并综合考虑其润滑与密封等问题；进行轴的精确校核计算；用计算机绘图软件（UG或PRO/E）绘制正式装配图和零件图；用有限元分析模块（UG/MOTION或ADAMS）和机械结构分析模块（UG/STRUCTURES或ADAMS）对整个装置进行分析并取得合理的改进，整理、撰写设计说明书；总结设计，准备答辩内容。设计题目可仅给机器所需实现的功能，由学生自行设计传动方案；亦可给定传动方案，由学生分析后进行设计。学生应提交的设计成果包括1机器或部件正式计算机装配图1张（UG/ASSEMBLY），A0图纸。2零件工作图3张（UG/DRAFTING），A2、A3或A4图纸。通常为关键轴、关键零件工作图。3有限元分析效果图1张（UG/MASTERFEM）4设计计算说明书一份，说明书应包括确定装置总体方案，运动学、动力学计算（MATLAB程序），关键零件的设计计算，轴、轴承、键联接的校核计算（MATLAB程序）等内容。CA6140车床总体设计（四）、设计的进行方式由指导老师给出设计课题，学生在规定时间内。在规定的地点由教师指导独立完成设计。（五）、设计时间安排按以下进程安排4周，共20天设计周期（1）方案设计（含选电动机、传动装置的运动学、动力学计算）（2天）；（2）传动件设计（0、51天）；（3）装配草图设计（45天）；（4）装配工作图设计（3、54、5天）；（5）零件工作图设计（0、5天）；（6）有限元分析效果（3天）；（7）机械运动动态分析图（1、52天）；（8）机械结构分析图（1、52）；（9）某个零部件的修正图（0、51天）；（10）编写设计计算说明书（12天）；（11）答辩（1天）。设计过程中安排一次机床或成熟机械装置装拆试验和观摩模型实物展览室，进一步增强学生的感性认识；安排1624学时集中讲课，讲解各软件及其模块的使用要点；其他时间采取集体辅导与个别指导相结合的指导方式。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515其中讲课、辅导穿插在各阶段进行。第二章机床的规格参数和用途CA6140型卧式车床是普通精度级的万能机床,它的特有功能是车削一定范围内的各种螺纹,包括切削公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和径节螺纹的功能。进给传动链的变速机构能严格准确地按照标准螺距数列来变化。CA6140型卧式车床进给箱固定在床身左前面,内有进给运动的变换装置及操纵机构,其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。变换装置包括移换机构,实现倒数关系及特CA6140车床总体设计殊因子距机构,来实现车削出导程值按等差数列排列的螺纹机构,来实现车削螺纹的导程值成倍数关系变化的螺纹。图21车床结构组成三维造型如图22所示图22车床造型CA6140型普通车床的加工范围较广,由于它的结构复杂,而且自动化程度低,所以适用于单件、小批生产它的结构主要部件组成有主轴箱,主轴箱内装有主轴,以及主轴变速和变向的传动齿轮。通过卡盘等夹具装夹工件使主轴带动工件按需要的转速旋转,以实现主买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517运动。刀装部件，主要由床鞍、大拖板、横拖板、小拖板和四方刀架等组成。用于装夹车刀，并使车刀作纵向、横向或斜向的运动。尾架，主要用其后顶尖支撑工件，也可安装钻头、绞刀导孔加工刀具。以进行孔加工，还可适当调整，实现加工长锥形的工件。进给箱，进给箱内有进给运动的变速装置及操纵机构其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。溜板箱溜板箱的功能是把进给箱的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给快速移动或车螺纹。床身床身是车床的基本支撑件，为机床各部件的安装基准，使机床各部件在工作过程中保持准确的相对位置。光杠和丝杠，光杠用于一般车削，丝杠用于车削螺纹。规格参数工件最大回转直径在床面上400毫米在床鞍上210毫米工件最大长度（四种规格）750、1000、1500、2000毫米主轴孔径48毫米主轴前端孔锥度400毫米主轴转速范围正传（24级）101400转/分反传（12级）141580转/分加工螺纹范围公制（44种）1192毫米CA6140车床总体设计英制（20种）224牙/英寸模数（39种）02548毫米径节（37种）196径节进给量范围细化00280054毫米/转纵向（64种）正常008159毫米/转加大171633毫米/转细化00140027毫米/转横向（64种）正常004079毫米/转加大086316毫米/转刀架快速移动速度纵向4米/分横向4米/分主电机功率75千瓦转速1450转/分快速电机功率370瓦转速2600转/分冷却泵功率90瓦买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519流量25升/分工件最大长度为1000毫米的机床外形尺寸（长宽高）266810001190毫米重量约2000公斤第三章传动方案和传动系统图1确定极限转速已知主轴最低转速NMIN为10MM/S,最高转速NMAX为1400MM/S，转速调整范围为RNNMAX/NMIN142确定公比选定主轴转速数列的公比为1123求出主轴转速级数ZZLGRN/LG1LG14/LG1121244确定结构网或结构式2423225绘制转速图CA6140车床总体设计（1）选定电动机一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择Y160M4，其同步转速为1500R/MIN。（2）分配总降速传动比总降速传动比为UIINMIN/ND10/1500667,NMIN为310主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。（3）确定传动轴的轴数传动轴数变速组数定比传动副数16（4）绘制转速图先按传动轴数及主轴转速级数格距LG画出网格，用以绘制转速图。在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上UKK1MIN再按结构式的级比分配规律画上各变速组的传动比射线，从而确定了各传动副的传动比。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521CA6140车床总体设计CA6140车床的传动系统如图31所示买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098523图31传动系统图CA6140车床总体设计第四章车床零件有限元分析选择如图41齿轮轴做有限元分析。此轴为进给箱输入轴，动力由主轴箱通过两个大齿轮传递进来。图41齿轮轴41计算数据根据41950MNNPT可算出轴上的扭矩42MNRT273651582360MIN/14590）（买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852542有限元分析421新建高级仿真，新建FEM，所有选项选择默认确定。如图42图22新建FEM422指派材料，选择STEEL。如图43图43选择材料423选择3D四面体网格，单元大小自动，如图24CA6140车床总体设计图44建立四面体网格424新建仿真，在轴承连接处添加固定约束。如图45图25添加固定约束425添加载荷，选择齿轮连接处，添加扭矩载荷，大小为2736NM。如图46买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098527图46添加扭矩载荷426求解图47求解427查看结果CA6140车床总体设计图48位移节点的结果图49旋转节点的结果买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098529图410应力单元的结果图411应力单元节点的结果CA6140车床总体设计图412反作用力节点的结果428导出报告（附有限元分析报告）。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098531第五章机床总装配及仿真CA6140车床的总运动由电动机经过皮带轮传到主轴箱，主轴箱的齿轮转动一部分传到主轴，可以通过三爪卡盘加紧工件使其转动，另一部分通过齿轮传动到进给箱，再由丝杆和光杆传到溜板箱，使溜板箱实现横向的自动进给。CA6140车床运动仿真由主轴箱，进给箱和溜板箱组成，刀架手动调整。三维展示图51三维造型1CA6140车床总体设计图52三维造型2运动仿真1、选择轴整体作为连杆1如图51图53选择连杆2、选择运动副，连杆选择连杆1，指定原点为轴的中心，方向选择轴端面的法向，驱动选择函数，数据类型为速度。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098533图54选择运动副图55选择驱动3、新建函数，选择STEP函数，输入函数值STEPTIME,200,19,250,STEPTIME,350,0,400,STEPTIME,550,19,600,STEPTIME,750,0,800,19。表示轴的转速与时间关系如表51时间S020202525353540406060656575758080转速19190001919190001919CA6140车床总体设计R/S表51轴转速与时间的关系图56插入函数4、选择轴整体作为连杆2。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098535图57选择连杆5、选择运动副，连杆选择连杆2，指定原点为轴的中心，方向选择轴端面的法向，驱动不用选择。图58选择旋转副6、选择齿轮副，第一个运动副及第二个运动副分别选择运动副1、2，比率即为传动比，选择5638。CA6140车床总体设计图59设定传动比7、第一对齿轮副完成。后面的齿轮运动方法同上。图510最终图8、选择结算方案，时间2000，步数400，求解。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098537图511解算方案图512播放动画9、注意事项做溜板箱横向自动进给时，需要把溜板箱刀架以及溜板箱内的非连杆零件做成一个整体的连杆，而溜板箱内的连杆零件设定连杆时需要与溜板箱整体啮合，这样才能实现整体运动。CA6140车床总体设计第六章总结与心得经过这三周的时间，课程设计总算是接近尾声了，在这三周的时间里，我感受最多的是以前学过的知识并且忘了的，经过这三周的回想都记起来了。在课程设计中，我们由刚开始的不知所措到各自完成分配任务，这期间做了许多的规划，而我在整个过程中，不仅仅是作为组长完成任务分配，还有自己也参与到完成任务之中，在所有人完成基本零件三维图绘制后，我还得完成整个车床的装配及改进。其实，在这个过程中，装配只是比较重要的一步，重要的是装配后面的运动仿真，要让整个机构动起来。在整个运动仿真的过程中，我们刚开始的时候是什么都不知道弄，然后通过网上的运动仿真视频，边看边学。遇到不会的就一遍一遍的试，等到做到和预想的运动仿真视频相差无几的时候才罢休。在这期间，我从中发现在装配过程中有些约束对运动仿真的影响是比较大的，所以我学会了装配和运动仿真是无法分开的，仿真和约束间是有紧密的联系。这