【導讀】給箱中各傳動件和控制件的結構設計和分析。根據要求設計的進給箱能實現。18種進給速度，同時實現生產中的快速后退運動。本次設計主要內容包括：。對部分零件進行了三維造型和分析。本次設計還要求我們熟練掌握計算機基。行優(yōu)缺點的比較，從而選出最適當的可行方案。進而對選定方案進行具體的。本次設計需要用展開圖來表示主軸箱中各傳動件的結構和裝配關系。用三維裝配的方式可以更清楚地展現出個構件之間的聯接關系。下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的。獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人。和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由。涉密論文按學校規(guī)定處理。

　　

【正文】 銷子 1軸套 14 和齒輪 13，使撥叉 5 沿導向軸 6軸向移動。 為保證齒輪能正確嚙合，在設計操縱機構時必須考慮定位問題。常用的定位方式有鋼球定位和銷槽定位等。定位機構可以安裝在操縱件上、導向軸上或滑移齒輪上。用鋼球定位，結構簡單，應用較廣，但有時定位不太可靠。當機床振動較大或被操縱的齒輪較重，軸線豎直放置時，就要用銷槽定位。 25 圖 3－ 4 移動式 操作機構 對以上三個方案進行比較如下 :在 x62 中， 考慮到三聯滑移齒輪移動的距離較長，用擺動時操作機構會使齒輪的徑向偏移過大或擺桿的長度太大，這時就不適宜采用這種機構。 凸輪機構雖然可以實現順序變速操縱，但在進給部分的 控制 操作中需要實現對三個滑移齒輪的控制，如采用凸輪機構會 使凸 輪的徑向尺寸過大。且凸輪機構是靠點、線接觸，易磨損。 若采用耐磨材則 成本 較 高。 移動式操作機構具有結構簡單、設計方便、工作可靠等特點， 故在進給箱的控制操作中采用移動式操作機構。 移動式操作機構的 設計原理和 結構設計 設計原理 : 如圖 35所示： 當調節(jié)轉速時，將手柄 1 向右拔出，手柄 1帶動轉速盤 2 頭利齒條 4 到達虛線位置。這時，轉動手柄 1 同時帶動 2 轉到某一位置，再將 2 推回到原位。在 2返回原位這一過程中， 2 上對應 4 的位置無孔，對應 3 的位置是一大孔。即轉速盤 2 推著4向左移動。齒條 4 與齒條 3通過齒輪 5互鎖，從而 3 相對向右移動。 齒條 3 的階梯部分穿過大孔。如圖 a 所示。撥叉 6 安裝在齒條 4 上，同時隨著 4 到達最左位，從而實現了所控制齒輪的左位。 26 圖 35 移動式操作機構設計原理圖 ⑴ 擬定 進給傳動系統圖： Ⅴ軸 Ⅳ軸 Ⅲ軸 圖 36 進給箱的傳 系統圖（部分）： ⑵ 傳動中用到的距離參數： Ⅰ 軸和軸Ⅱ之間的中心距 L Ⅰ Ⅱ =70mm。 Ⅱ 軸和Ⅲ軸之間的中心距 L Ⅱ Ⅲ =88mm。 27 Ⅱ右位中位左位Ⅲ 軸和Ⅳ軸之間的中心距 L Ⅲ Ⅳ =。 Ⅳ 軸和軸Ⅴ之間的中心距 L Ⅳ Ⅴ =。 Ⅲ 軸上三聯滑移齒輪的左右行程都為 25mm。 25cm 25cm 圖 37 Ⅲ 軸上三聯滑移齒輪 移動位置示意圖 Ⅴ 軸 上三聯滑移齒輪的左右行程也都是 25mm。 圖 38 Ⅴ 軸上三聯滑移齒輪移動位置示意圖 操作機構的結構設計 ⑴ 變速盤的設計 : 由進給速度分布圖中的設計要求及 傳動系統圖列出滑動齒輪的各個位置從而找出規(guī)律。如表 31所示： 28 表 31 各個齒輪的位置 進給 速度 Ⅲ軸上的齒輪 Ⅴ軸上的齒輪 Ⅴ軸上的離合器 左 中 左 30 左 右 左 左 左 左 右 中 左 60 右 右 左 75 右 左 左 95 中 中 左 118 中 右 左 150 中 左 左 190 左 中 右 235 左 右 右 300 左 左 右 375 右 中 右 475 右 右 右 600 右 左 右 750 中 中 右 950 中 右 右 1180 中 左 右 為便于安裝和控制，現擬將 各互鎖 齒輪安置在同一軸線上。 其位置結構如圖 39所示： 圖 39 控制撥叉移動的 6 個桿的位置布置圖 29 因變 速盤轉一圈需實現 18 種轉速，故每一級轉速間對應轉盤上位置相差 20 度。 旋轉圓盤分別對其在相應的位置對照上表進行孔的確 .定 現擬畫出進給速度為 的 變速盤 。 如圖 310 所示： 圖 310 進給速度為 對撥動Ⅲ軸上的三聯滑移齒輪的桿對應孔盤位置的孔，初步選擇大孔的直徑 12? m，小孔的直徑為 8? mm，孔盤的直徑初選為 139? mm。 對撥動Ⅴ軸上的三聯滑移齒輪的桿對應孔盤位置的孔，初步選擇孔的直徑 和Ⅲ軸上的三聯滑移齒輪的桿對應孔盤位置的孔的直徑相同，即大孔的直徑 12? m，小孔的直徑為8? mm，孔盤的直徑初選為 115? mm 和 90? mm。變速盤的 厚度 選 為 5mm。 ⑵ 齒條組件的結構設計： 齒條組件的作用分兩種，帶動撥叉或者約束與他配合的齒條組件的運動。 a）結構設計 桿的 左 側需要與齒輪軸及相配對的另一個齒條干組件嚙合，且三者之間要實現的相互作用最終要實現齒條桿組件之間的平動，則設計成齒輪齒條結構是最合理的。 齒條上要安裝撥叉且其左右行程均為 25mm，則齒條的長度應該大于兩個行程之和，這里選擇齒條長度為 95mm，齒 條知其中間作用，因此齒條的模數選擇按標準模數選擇，選m=2，齒條桿的左端的直徑為 25mm 右端要與 變速盤 配合且有兩種直徑選擇直徑略小于孔盤的空的直徑分別選 10mm 和 8mm。且兩段的長度 為 50mm。中間一段的直徑選擇 25mm 長度由兩個支撐壁之間的距離決定。 30 b）齒條干組件的受力分析 由于機構主要實現齒輪的徑向移動且在運動停止時才進行的動作則不需要很大的力。所以在這里不進行桿的穩(wěn)定性校核 。 控制三聯滑移齒輪的齒條組件的結構如 圖 311。 圖 311 控制三聯滑移齒輪的齒條組件 控制Ⅴ 軸上三聯 滑移齒輪的齒條組件的結構如 圖 312。 圖 312 控制 Ⅴ軸上三聯 滑移齒輪的 齒條組件的結構圖 對撥動Ⅴ軸上的離合器的桿只有兩個位置，故不再考慮用孔來實現定位，初步擬定用法蘭盤通過對齒條的位置控制來實現對離合器左右兩個位置的控制。 法蘭盤機構如圖 313 ： 圖 313 法蘭盤機構 31 ⑶ 撥叉的設計： 撥叉不需要承受太大的力，只要能實現既定的控制動作就可以。以 控制 Ⅲ 軸上的 三聯齒輪的撥叉為例，初步擬定其結構如圖 314： 圖 314 撥叉機構設計 本機構的其他構件為借用件則不必進行結構的設計。 32 第 4 章 計算機輔助設計 SolidWorks 簡介 Solidworks 公司是專業(yè)從事三維機械設計、工程分析和產品數據管理軟件開發(fā)和營銷的跨國公司，其軟件產品 Solidworks 自 1995 年問世以來，以其優(yōu)異的性能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機械設計工程師的設計效率，在與同類軟件的激烈競爭中已經確立了它的市場地位，成為三維機械設計軟 件的標準，在全球擁有近 30 萬用戶。 Solidwokrs 可充分發(fā)揮用三維工具進行產品開發(fā)的威力，它提供從現有二維數據建立三維模型的強大轉換工具。 Solidworks 能夠直接讀取 DWG 格式的文件，在人工干預下，將 AutoCAD 的圖形轉換成 Solidworks 三維實體模型。另一方面， Solidworks 軟件對于熟悉 Windows 的用戶特別易懂易用，它的開放性體現在符合 Windows 標準的應用軟件，可以集成到 Solidworks 軟件中，從而為用戶提供一體化的解決方案。 Solidworks 軟件的最新版 本在設計創(chuàng)新、使用方便性和提高整體性能等方面都得到了顯著的加強，包括增強了大裝配處理能力、復雜曲面造型能力，以及專門為中國市場的需要而進一步增強的中國國標（ GB）內容等。 美國 Solidworks 公司可為制造企業(yè)的產品開發(fā)提供完整的信息化解決方案。自 1996年以來已為數千家中國企業(yè)提供軟件和服務，并在 CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP 等領域為企業(yè)的信息化建設提供了完整的、實用的解決方案，在航空、航天、鐵道、兵器、電子、機械等領域擁有廣泛的用戶。 實體建模 Solidworks 的實體 建模功能強大，操作簡便，容易上手，效果漂亮， 為了加深對設計內容的理解， 考慮到實體模型的直觀性，表達實體設計思想容易的特點， 也為了為基本的仿真作準備，本次設計對涉及設計內容的大部分零件 用 SolidWorks 進行了造型。以下是幾種典型零件的模型圖片。其中建模過程可由模型樹中特征的排 列順序中看 出。 33 圖 41 法蘭盤的造型 圖 42 撥叉 造型 34 圖 43 三聯齒輪的造型 圖 44 二聯齒輪 造型 35 圖 45 銷 造型 裝配體 在 SolidWorks 裝配環(huán)境下 僅僅是拖放即可自動建立合適的配合關系，智能零部件與扣件還能自動調整參數以適應裝配需要， 本身 就具備動態(tài)模擬的能力，甚至能模仿真實碰撞致動的效果 ?? 多達四十萬件的大型裝配也通過了測試 ?? 使用圖塊，在裝配中更方便地進行自頂而下的設計工作，使得總體布局草圖兼?zhèn)浜啙嶌`活而詳細的能力 ?? 自上而下的設計：首先繪制零件，然后將它們插入裝配體中，并把這些零級按設計目的的結合，完成裝配，這是較常用的設計方法。當使用已建構的零件來裝配時，這種由下而上的 設計方法較好。 本設計采用自上而下的裝配設計思想。裝配截圖如下 : 36 圖 46 離合器裝配圖 圖 47 進給箱裝配圖 37 應力分析 (1) 采用 SolidWorks 的 COSMOSXPress 插件對桿件進行分析 撥叉的 COSMOSXPress 受力分析過程： 第一步 : 開 SolidWorks 對桿件進行建模。 第二步 : 啟動 COSMOSXpress 第三步：設置材料（選材料為合金鋼） 第四步：設置約束（如 圖 48 所示：） 第五步：設置載荷（如圖 49 所示：） 第六步：運行分析（如圖 410 所示：） 第七步：查看結果（如圖 411 所示：） 圖 48 為撥叉添加約束 38 圖 49 撥叉的受力面 圖 410 撥叉的 COSMOSXPress 受力分析截圖 39 圖 411 撥叉的 COSMOSXPress 受力分析圖 從上面的計算機輔助分析內容可以看出此撥叉的結構設計是合理的可以指導實際生產。 操縱機構的受力不大，在這里其他零件的 COSMOSXPress 受力分析 過 程不再詳細介紹。 40 第 5章 計算機輔助制造 CAD/CAM(Mastercam)軟件簡介 Mastercam是美國 CNC 公司開發(fā)的基于 PC 平臺的 CAD/CAM 軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam 提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 Mastercam具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 Mastercam 提供了多種先進的粗加工技術，以提高零件加工的效率和質量。 Mastercam 還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最 好的方法，加工最復雜的零件。 Mastercam 的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。 可靠的刀具路徑校驗功能 Mastercam 可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。 還有，對于大多數 CAD/CAM 軟件使用者來說能在短時間內能夠掌握的一種軟件，并能利用軟件做出造型和后處理加工程序的，恐怕也只能選擇 Mastercam了。 基于 以上這些優(yōu)點，我們綜合考慮，最后選擇用 Mastercam 進行模擬加工和生成后處理程序。 Mastercam繪圖和模擬加工過程 現在模擬加工法蘭盤 4214 上的三個孔。采用銑削加工。加工步驟如下： 1