毕业设计（论文）-CA6140床头箱的三维可视化设计.doc

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1、沈阳理工大学学士学位论文摘 要 车床在机械制造领域方面具有着重要不可替代的工具，而卧式车床由于适应性强，结构简单，加工范围广，价格低廉而被广泛应用于各种机械加工及维修车间，是一种较为常见的机床类型。 本篇论文主要是设计卧式车床的主轴箱体，论述了C6136床头箱可视化设计与仿真，针对如何运用可视化与仿真技术完成对C6136床头箱设计展开研究和讨论。本文参考了大量的与C6136机床相关的文献，并分析了国内外C6136机床的发展研究现状。在对C6136机床的基本原理和结构作了充分的分析和研究后，提出了C6136床头箱合理的设计方案并以 SolidWorks 软件为三维可视化设计平台，完成了对C613

2、6床头箱可视化设计的三维实体建模、装配设计及关键零部件的有限元分析。 为了更清晰的了解C6136床头箱的构造，最后运用Solidworks软件对三维总体建模进行了爆炸视图的视频制作。关键词：卧式车床；主轴箱；三维设计；有限元分析Abstract Lathe is an irreplaceable tool in machinery manufacturing areas. While the horizontal lathe, because of its adaptable, simple structure, and processing a wide range, low prices

3、and is widely used in a variety of machining and repair shop, is a more common type of machine tool. This thesis is the design of the horizontal lathe spindle box, discusses the the C6136 headstock visual design and simulation, completed C6136 headstock design study and discussion on how to use visu

4、alization and simulation technologies.The reference to the large amount of literature related to the C6136 machine, and analysis of the C6136 machine at home and abroad of Development Research. After a full analysis and research on the basic principles and structure of the C6136 machine, the C6136 h

5、eadstock design program SolidWorks software for 3D visualization platform, complete visualization of the C6136 headstock the design of 3D solid modeling, assembly design and key components of the finite element analysis. To a clearer understanding of the structure of the C6136 headstock, and finally

6、 on the overall modeling of three-dimensional exploded view of the video production using Solidworks software. Keyword: Horizontal lathe；Spindle box； Three-dimensional design； Finite Element Analysis目 录1 绪论11.1 课题研究的目的和意义：11.2国内外车床的基本简介：11.3可视化设计技术和仿真技术：41.4课题研究的主要内容：52 C6136卧式主轴箱体的总体设计方案62.1 C6136车

7、床的基本工作原理：62.1.1溜板部分的机动进给操作62.1.2操作车床进给量手柄得到各挡进给量62.1.3操作车床尾座62.2 C6136主轴箱体的主传动设计：72.3主传动的运动参数和动力参数的选择72.4 机床布局：92.5主传动运动设计：102.5.1转速图、结构网与结构式分析102.5.2转速图的拟定103 C6136床头箱的三维实体建模133.1设计软件SolidWorks简介133.2床头箱体的实体建模153.3床头箱一轴的三位实体建模173.4床头箱轴上其他零件的绘制方法：204 对C6136床头箱的装配设计254.1对床头箱一轴的装配设计：254.2装配体的静态干涉检查：28

8、4.3床头箱的总装配294.4 C6136床头箱体的爆炸视图的绘制335 C6136床头箱体关键零件的有限元分析365.1有限元简介：365.2对三轴的有限元分析366 总结与展望406.1论文总结：406.2工作展望：40参考文献41致谢42附录A43附录B52601 绪论1.1 课题研究的目的和意义：机械设备正在向高效化、精密化、智能化、集成化、数字化方向发展，对机械设备的设计质量提出了愈来愈高的要求，现代机械产品设计在新产品开发中起着头等重要的作用。随着机械领域的发展面的扩展和深入，我们在机械设计时已经不满足与只收获直观数据，而是逐步拓展到将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交

9、互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术即可视化制图。可视化技术最早运用于计算机科学中，并形成了可视化技术的一个重要分支科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)。科学计算可视化能够把科学数据，包括测量获得的数值、图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在研究者面前，使他们能够观察、模拟和计算。科学计算可视化自1987年提出以来，在各工程和计算机领域得到了广泛的应用和

10、发展。在机械上可使我们更感官的认识设计图形的内部结构，让我们从二维的机械制图到三维制图上有更好的应用。1.2国内外车床的基本简介：车床问世后用於加工各种轴、盘类回转体零件，在各类大小机器中，量大面广，最为得用。在机器制造业中，车床的数量最多，用途最广泛。在各类金切机床中，车床的比重最大。中国1995年金切机床拥有量498万台中，共有122万台车床，占41%；美国、日本约占22%。在先进工业国家如美国和日本，由於毛坯质量好，加工余量小，有些可直接进行磨削精加工，因此粗加工的车床数量较少，比重也相对较小，而磨床比重不断增大（如中、日、美的磨床比重分别为13%、18%、23%）。随着毛坯与工艺的改善

11、，车床比重在同一国家逐渐减小。如日本1952年时车床占40%，1963年为30%，1973年为26%，1994年减至22%。由此可见，工业生产少不了车床，而毛坯、工艺愈落后，车床数量就愈多。发达国家车床技术水平较高，车床本身有其技术和结构特点，能加工回转体的平面、内外圆、螺纹、螺孔、凸台、凹槽、曲面等，传动较简单，制造比磨床容易，所用刀具也较简单。世界车床技术发展有三大阶段手动普通车床阶段、高效自动化车床阶段和数控(NC)车床阶段。目前，车床按控制分为手动、机动、数显、程控、数控；按结构和用途分为普通车床、仪表车床、单轴/多轴自动车床、活塞车床、曲轴/凸轮轴车床、立式车床、落地卧式车床、各种专

12、用车床等。车床的品种、规格繁多，为各类机床之冠。在现今各国生产和使用中，手动、机动、数显、程控和数控并存，由於特点、功能和价格不同，使用场合不一，选用时应从技术与经济方面考虑。在发达国家，由於汽车、轴承、电机等大批量生产自动化的实现，高效自动化车床的数量多，NC车床发展快，中、高档车床比重大，总体技术水平高，因此，生产率和劳动生产率高（如美、日汽车年产量达1,000万辆以上）。在发展中国家，低档手动普通车床多，而中、高档少，总体技术水平低，生产率和劳动生产率也较低。下面介绍几种车床，如图1.1至1.3所示：图1.1C6136车床图1.2CA6140车床图1.3数控车床1.3可视化设计技术和仿真

13、技术：可视化技术：种类繁多的信息源产生的大量数据，远远超出了人脑分析解释这些数据的能力。由于缺乏大量数据的有效分析手段，大约有95%的计算被浪费，这严重阻碍了科学研究的进展。为此，美国计算机成像专业委员会提出了解决方法可视化。可视化技术作为解释大量数据最有效的手段而率先被科学与工程计算领域采用，并发展为当前热门的研究领域科学可视化。可视化把数据转换成图形，给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。可视化技术的应用大至高速飞行模拟，小至分子结构的演示，无处不在。在互联网时代，可视化与网络技术结合使远程可视化服务成为现实，可视区域网络因此应运而生。它是SGI公司在

14、2002年3月提出的新理念。它的核心技术是可视化服务器硬件和软件。科学可视化的主要过程是建模和渲染。建模是把数据映射成物体的几何图元。渲染是把几何图元描绘成图形或图像。渲染是绘制真实感图形的主要技术。严格地说，渲染就是根据基于光学原理的光照模型计算物体可见面投影到观察者眼中的光亮度大小和色彩的组成，并把它转换成适合图形显示设备的颜色值，从而确定投影画面上每一像素的颜色和光照效果，最终生成具有真实感的图形。真实感图形是通过物体表面的颜色和明暗色调来表现的，它和物体表面的材料性质、表面向视线方向辐射的光能有关，计算复杂，计算量很大。因此工业界投入很多力量来开发渲染技术。 仿真技术：仿真技术是一门多

15、学科的综合性技术，它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，利用系统模型对实际的 或设想的系统进行动态试验。在机械领域，利用计算机仿真有助于发现其原理为提高机械加工性能提供理论支持。如磨削方面，吉林大学的王龙山教授等提出了依赖与时间变化的描述磨削过程的各个数学模型，通过计算机模拟可以预测和估计磨削行为和磨削质量，为磨削过程优化，智能控制，虚拟磨削创造了必要前提。李国发博士等研究了变进给磨削过程磨削功率的模型，利用计算机仿真得到能够应用与史记磨削过程的最佳磨削方案。还有山东大学机械工程学院的王霖等研究了磨削温度场的计算机仿真系统，实现了对磨削温度场的预测及优化，为研

16、究各加工参数对磨削温度场的影响提供了理论依据。铣削方面，同济大学机械工程学院的李沪曾教授等建立了多齿端铣切削过程动力学模型，卡发了切削振动仿真的微机通用软件，采用数字仿真犯法研究了平面端铣削振动的原理和条件。上海交通大学建立了电火花加工的工艺仿真系统，和连续挤压的计算机仿真模型。1.4课题研究的主要内容：1. 查阅机床的相关资料，了解机床产品的发展现状及基本原理，分析主轴箱的特点，确定总体设计方案。2. 采用三维设计软件建立主轴箱的实体模型。3. 床头箱的装配及动画制作。4. 对关键件进行有限元分析。 2 C6136卧式主轴箱体的总体设计方案2.1 C6136车床的基本工作原理：2.1.1溜板

17、部分的机动进给操作 C6136型车床的纵、横向机动进给(feed)和快速移动采用单手柄操纵。自动进给手柄在溜板箱右侧，可沿十字槽纵、横扳动，手柄扳动方向与刀架运动方向一致。手柄在十字槽中央位置时，停止进给运动。在自动进给手柄顶部有一快进按钮，按下此钮，快移电动机工作，床鞍或中滑板按手柄扳动方向作纵向或横向快速移动；松开按钮，快移电动机停止转动快速移动中止。溜板箱正面右侧有一开合螺母操作手柄，用于控制溜板箱与丝杠之间的运动联系。车削非螺纹表面时，开合螺母手柄位于上方；车削螺纹时，压下开合螺母手柄，使开合螺母闭合并与丝杠啮合，将丝杠的运动传递给溜板箱，使溜板箱、床鞍按预定的螺距(或导程)作纵向进给

18、。车完螺纹应立即将开台螺母手柄扳回原位。 (1)用自动进给手柄作床鞍的纵向和中滑板的横向进给的机动进给练习。 (2)用手动进给手柄和手柄顶部的快进按钮作纵向、横向的快速移动操作。 (3)操作进给箱上的丝杠、光杠变换手柄，使丝杠回转，将溜板箱向右移动足够远的距离，扳下开台螺母，观察床鞍是否按选定螺距作纵向进给。扳下和抬起开合螺母的操作应果断有力，练习中体会手的感觉。 (4)左手操作中滑板手柄，右手操作开合螺母两手配合动作练习每次车完螺纹时的横向退刀。2.1.2操作车床进给量手柄得到各挡进给量 按车床进给量铭牌确定选择纵向进给量为0.46 mmr、横向进给量为0.20 mmr时手轮和手柄的位置，并

19、进行调整。按前面步骤调整车床手轮和手柄的进给量，使车床得到各挡进给量。2.1.3操作车床尾座 尾座的结构中套筒用来安装顶尖、钻头(drill)等工具。 (1)沿床身导轨手动纵向移动尾座至合适位置，逆时针方向扳动尾座紧固手柄将尾座固定。注意移动尾座时用力不要过大。 (2)逆时针方向转动套筒锁紧手柄(松开)，摇动手轮，使套筒作进、退移动。顺时针方向转动套筒锁紧手柄，将套筒固定在选定的位置。2.2 C6136主轴箱体的主传动设计： 实现机床主运动的传动称之为主传动，机床的主传动属于外联系的传动链，其功用是：1) .将一定的动力由动力源传递给执行元件。2) .保证执行元件具有一定的转速和足够的变速范围

20、。3) .能够方便的实现运动的开停、变速、换向和制动。 目前，多数通用机床及专门化机床的主运动是有变速要求的回转运动，其主传动是有下列主要部分构成：1） .动力源： 电动机或液压马达。2） .主轴组件： 包括主轴、主轴支撑和安装在主轴上的传动件。3） .变速装置： 用于实现主轴各级转速的变换。4） .定比传动机构： 具有固定传动比的传动机构，常用齿轮带传动，可用于升速、降速或运动连接。5） .开停装置： 用于控制主轴的起动与停止。6） .制动装置： 用于实现主轴的制动，通常用直接制动电动机。7） .换向装置： 用于改变主轴的转向。8） .操纵机构： 用于操纵上述功能的元件。9） .润滑与密封装

21、置：为了保证主传动的正常工作，必须具有良好的润滑与可靠的密封。10） .箱体： 各种机构和传动件的支撑都装在箱体中，以保证其相互位置具有准确性。2.3主传动的运动参数和动力参数的选择1） .运动参数的确定：主轴的极限转速的确定 其中： 取： 取标准数列值： 取标准数列值： 其中确定主轴最高转速由来YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速由高速钢刀车削铸铁件获得。2） .公比的确定：本设计为12级变速传动 由 得 3） .动力参数的确定： 取 其中 切削深度 进给量主切削力 根据实用机床设计手册表2.24得 刀具材料： YT15工材： 钢切削方式： 车外圆 查电机手册选取 ： 2.4 机

22、床布局： 首先确定机构方案：1) 主传动系统采用直流调速电动机，齿轮传动。2) 传动形式采用集中传动。3) 采用多联滑移齿轮实现变速。4) 润滑系统采用压力循环润滑。5) 采用卧式车床常规的布局方式。2.5主传动运动设计：2.5.1转速图、结构网与结构式分析1） 确定变速组的个数和传动副数大多数机床广泛应用滑移齿轮变速机构，为了满足结构设计和操纵方便的要求，可采用双联或三联齿轮。因此，转速为12级的变速系统可用三个变速组，其中一个三联齿轮变速组合两个双联齿轮变速组。2）不同的传动顺序方案有： 1） 2） 3） 4）由设计要点克制，如无特殊要求，根据传动副“前多后少”的原则，应优先选择和两个方案

23、。3） 确定扩大顺序方案：根据“前密后疏”，应使变速组的扩大顺序与传动顺序一致，故可选用和。4） 检验最后扩大组的变速范围由知，结构式最后扩大组的变速范围为：,不允许。而机构式最后扩大组的变速范围为：，允许。因此，确定的结构式的方案画出结构网。2.5.2转速图的拟定1）定比传动 此次设计中，主轴的最低转速，选用电机的转速为，其总降速比为： 不增设设定比传动将会增大各变速组的径向尺寸。此外，车床一般需要通过带传动将装与床腿底座的电动机轴于变速箱工轴连接起来，因此，需要增设定比传动。轴转速不宜过低（结构齿轮增大），也不宜过高（带轮不平衡引起震动，噪声等）。因此初定：，则传动比为： 综上所述所绘制结

24、构网如下图2.1所示： 图2.1结构网最后合理分配转速，生成转速图。本章小结：本章对C6136卧式主轴箱的整体方案进行了设计，从电动机的选择开始，对卧式主轴箱的内部传动等进行了相信的分析和运算，得到卧式主轴箱的转速传动。3 C6136床头箱的三维实体建模3.1设计软件SolidWorks简介 本次毕业设计题目是要完成车床主轴箱装配体三维实体的绘制并制作出适合于教学的动画演示，为了比较真实地认识车床主轴箱的结构及12级变速的原理，这里我选择SolidWorks2008版本作为三维图的制作工具。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术

25、的发展潮流和趋势，该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖。SolidWorks软件的特点：Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。而对于SolidWorks2008版本：SolidWork

26、s公司发布的Solidworks2008版本提供了250多项根据用户要求加强的新特性，比相当的中型软件快15倍的性能。通过大大改进大型装配处理和使得数以百计的繁杂工作自动化，SolidWorks2005释放设计师和工程师的创造力，使用户只需花费同类软件所需时间的一小部分即可设计出更好、更有吸引力、在市场上更受欢迎的产品。 例如，强大的绘图自动化强化性能使得设计师能够以前所未有的速度从大型装配件创造产品级的工程图。新的轻化制图工具使得用户无需加载每一个部件到内存就能创建装配图。只需拖拽并释放一个装配件到工程图中，用户就能够在10秒钟左右生成包括10,000个组件的装配件2D图。许多系统不能创建这

27、样一个大型装配视图。SolidWorks 2005 还使得设计工程师第一次能够为零件种类多、数量庞大和配置复杂的多个项目生成一个单一的材料清单，这是加速设计到生产的一个关键环节。其他重要的新的制图自动化包括自动序号标注、孔汇总表和修订跟踪表。省时、提高生产力这样的特性使得产品看起来更好，性能更佳，在市场上也更受欢迎。没有任何其他软件能够与SolidWorks的性能相媲美，SolidWorks 能够比与之竞争的2D产品快10倍地生成工程图注释也是吸引2D软件用户迁移到3D软件的一个重要原因。SolidWorks的主要模块：零件建模1）SolidWorks 提供了无与伦比的、基于特征的实体建模功能

28、。通过拉伸、旋转、薄壁 特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。2）通过对特征和草图的动态修改，用拖拽的方式实现实时的设计修改。3）三维草图功能为扫描、放样生成三维草图路径，或为管道、电缆、线和管线生成路径。曲面建模通过带控制线的扫描、放样、填充以及拖动可控制的相切操作产生复杂的曲面。可以直观地对曲面进行修剪、延伸、倒角和缝合等曲面的操作。钣金设计SolidWorks 提供了顶尖的、全相关的钣金设计能力。可以直接使用各种类型的法兰、薄片等特征，正交切除、角处理以及边线切口等钣金操作变得非常容易。用户化SolidWorks 的API为用户提供了自由的、开放的、功能完整的开发工具。

29、开发工具包括Microsoft Visual Basic for Applications (VBA)、Visual C+，以及其他支持OLE的开发程序。帮助文件SolidWork 配有一套强大的、基于HTML的全中文的帮助文件系统。包括超级文本链接、动画示教、在线教程、以及设计向导和术语。数据转换SolidWork 提供了当今市场上几乎所有CAD软件的输入/输出格式转换器,有些格式，还提供了不同版本的转换。3.2床头箱体的实体建模 对于床头箱体，在合理安排各主轴位置之后，计算相邻轴之间的间距，保证齿轮能够正确啮合的基础上，合理的安排空间。下面即对箱体设计进行粗略介绍: 首先对箱体整个尺寸进行

30、大致计算（根据主轴3，4进行安排），同时进行抽壳制作，如图3.1图3.1箱体抽壳 而后对箱体外观进行倒角，打孔等一系列运作，确保主轴在公差范围内可以完成配合，同时对端盖和箱体的连接的螺钉进行打螺纹孔，如图3.2：图3.2箱体打孔 最后对箱体内部进行筋设计，固定主轴轴承，使箱体内主轴可以完成固定，如图3.3图3.3筋设计 完成箱体的设计3.3床头箱一轴的三位实体建模 下面以主轴一为例，介绍Solidworks的绘制过程：一 轴的绘制 打开solidworks窗口，欲开始建造模型，需打开新的solidworks文件，打开新的solidworks文件：（1） 单击标准工具栏上的新建。（2） 在新建s

31、olidworks文件对话框中，双击solidworks文件窗口将显示。Solidworks文件窗口有两个窗格：FeatureManager设计树和图形区域。Solidworks文件窗口也包括工具栏。（3） 从FeatureManager设计树种选择前视，基准面在FeatureManager设 计树和图形区域中高亮显示。（4） 单击草图工具上的草图绘制，在所选基准面上打开一个新的草图。（5） 单击草图工具栏上的圆形（6） 动指针来绘制一个半径为15mm的圆，然后在单击确定（7） 当不确定圆形尺寸时可以选中圆形，然后修改。同时单击草图几何关系工具栏上的尺寸工具，单击圆形来定位尺寸文字。（8） 单

32、击特征工具栏上的拉伸基体/凸台，草图方向由前视变为等轴测视图。在基体拉伸PropertyManager中；为总深入深度输入257.选择反向复选框。单击视图工具栏上的动态放大/缩小，将其往上或往下拖动，直到模型能够放妥在图形区域中，然后放开按钮。（9） 控制模型的位置，单击视图工具栏上的平移，然后将模型拖动以使之位于图形区域中央。 图3.4 对于阶梯轴来说，应在一个轴端面，以其为基准面再生成一个圆，以实现阶梯轴：欲在模型面上绘制：1） 单击草图绘制工具栏上选择，然后选择模型的正面。2） 单击标准视图工具栏上的正视于来改变模型的视向。3） 单击草图工具栏上的草图绘制打开一个草图。4） 单击草图工具

33、栏上的圆。5） 使原点为中心点，单击，移动指针，然后再次单击来绘制一个圆。6） 单击草图几何关系工具栏上的标准尺寸。当选择圆以后，单击将尺寸放置。7） 在修改方框内输入半径17mm,圆变为黑色，表示已完全定义。然后单击特征，拉伸选项，输入需要拉伸长度。如图3.5：图3.5阶梯轴下面介绍花键轴的绘制方法 ：1） 首先明确花键轴的键的型号，明确其大小和个数，然后选择基准面，先进行平面的绘制工作，如图3.6：图3.6花键轴端面以上步骤包括等距实体操作，圆周阵列操作等等，在明确花键数目等标准之后即可画出。2） 下面对次花键草图进行拉伸操作，根据花键所需的长度进行给定，此图给定257mm,如图3.7：图

34、3.7花键轴3）由于所给一周给阶梯轴，在绘制完所需花键轴后还要在相应面上继续绘制草图并拉伸，从而完成一轴设计，绘制成果如图3.8：图3.8一轴在绘制过程中运用拉伸，倒角等工具进行对阶梯轴的绘制工作，于此同时要注意，由于在某些轴承安装过程中需要有弹性挡圈进行固定作用，所以在轴的绘制是，要在弹性挡圈的位置处留出小槽，如此图末端。至此，一轴的绘制完毕。3.4床头箱轴上其他零件的绘制方法：另5轴的绘制基本如一轴所绘，同时，其他零件的绘制，如齿轮，挡圈，垫片，油封，轴承等装配零件。我们可以用solidworks所专有的三维制作软件进行绘制，下面举两个例子：1） 对齿轮进行绘制，在对齿轮进行绘制时根据齿轮

35、所给参数（m=?，z=?）,在我所用的“迈迪三位这集工具集”中进行查找，输入。绘制如图3.9所示：图3.9齿轮在绘制时找到圆柱齿轮，输入所需设计参数，绘制完成后，单击齿轮可以改变所需齿面厚度。在完成齿轮的基本绘制后，由于有些齿轮需要进行小段拉伸，同时由于需要与轴向配合，在齿轮中心要进行切除工作等，在进行前要先选中所绘制的齿轮面，在变蓝部分进行下一个草图的绘制工作。如图3.10所示：图3.10齿轮端面延伸 由于轴和齿轮在配合时，轴是花键轴，因此在设计齿轮时要对齿轮同样设计成花键形式以此与轴配合，所以选择面，在所选面上对花键进行绘制，然后进行切除工作。绘制效果如图3.11所示：图3.11花键齿轮2

36、） .对轴承进行绘制：首先确定轴承的种类，如深沟球轴承，圆锥滚子轴承，角接触轴承，双圆柱滚子轴承等。下面对深沟球轴承进行绘制，首先确定深沟球轴承的型号GBT276/94，内径为25mm，外径为52mm。绘制效果如图3.12所示：图3.12深沟球轴承 同样对于圆锥滚子轴承，型号7205E,内径为35mm,外径为62mm,厚度为17mm。在绘制过程中首先要明确圆锥滚子轴承的型号，由于非国家标准，因此在机械设计课程设计手册中对圆锥滚子轴承进行查找，找到相应国家标准，然后输入相应参数，单击绘制的轴承可以更改轴承的厚度。 绘制效果如图3.13所示：图3.13圆锥滚子轴承 对于螺钉，螺母，同样在明确型号的

37、基础上输入相应参数，在三维制作软件上进行输入得出相应国家标准件。 如果3.14所示：图3.14M12螺钉本章小结：第三章是在运用solidworks软件完成了对主轴箱体零件部分的绘制和设计。同时对所需要绘制的零件做简要的介绍，对solidworks软件有了初步认知。4 对C6136床头箱的装配设计4.1对床头箱一轴的装配设计：在第三章的时候，介绍了一轴的画法，以及一轴上的齿轮，轴承等零件的画法，在一轴所需各个零件都以完成的情况下，应进行对一轴的装配问题。装配时要先明确装配过程的顺序以及装配时的配合问题，装配前应先记性草图绘制，以免在装配过程中出现干涉等现象使装配体出现问题。下面开始介绍如何对一

38、轴进行简单的装配设计。首先在装配过程中先要明确所要装配的顺序问题，在零件绘制完毕后，应该将零件在装配体中利用各种约束使之成为具有相关配合关系的装配体。具体步骤如下：1） 单击新建，在打开路径选择时，选择第二项：装配体，单击确定。2） 在工具栏左侧的选项中可以找到PropertyManager。3） 在开始装配体中单击下面的浏览选项，并选择主要需要固定的零件单 位。4） 选择所需的第一件零件拖动到中央位置放置，单击鼠标以此来固定住零 件。5） 在固定好第一件零件之后，单击上面工具栏的装配选项，选择插入零部 件，继续单击浏览选项，选择所需的第二件零件。 6） 单击确定后拖动零件在相应位置停住，以便

39、更好的和零件一配合。以上几部绘制效果如下图4.1所示：图4.17） 下面对配合过程进行解释，首先在配合前要明确两个零件想配合的位 置，然后确定哪几个部分应相互配合。8） 明确如何配合后，单击上面工具栏中的装配项，单击装配中的配合选项。9） 在工具栏左侧所示配合选择中，选择所需要配合的两个面或者线，用鼠 标单击即可。10） 选中之后在标准配合的工具栏中选择“重合，平行，垂直，相切，同心轴，锁定”选项中选择相应所需选项，如重合，在下面的配合对齐中还可选择“同向对齐和反向对齐”，或者选择尺寸。11） 在花键配合时要注意选择轴上花键和齿轮上花键的配合关系，单击相 应重合的两面，然后单击确定。12） 然

40、后在齿轮一面与轴肩一面选择两面，单击确定，同时可以更改使其 反向配合等。以上简略配合的效果图如下图4.2所示：图4.213） 此后重复上述步骤，将以绘制的一轴上的各个零部件一一插入，根据 绘制需要，一一进行配合，在配合过程中尽量避免干涉现象的发生。下面对一轴的上的各个零件配合视图如下图4.3所示：图4.34.2装配体的静态干涉检查：在装配过程中难免会出现零件间的干查。对装配体的检查是solidworks对所绘制的零件是否产生干涉的必要过程，在检查过程中我们根据计算之后是否出现干涉现象来确定是否干涉，若产生干涉会在表中明确给出，当我们单击干涉体时会出现红色的涉现象，因此在solidworks软件

41、中设置了两种形式的干涉检查：动态干涉检查和静态干涉检车。我们可以以此对所完成的装配体或正在进行装配的零件进行静态干涉检查，同时也可以使用“移动零部件”和“旋转”零部件时对装配体进行动态干涉检标注来表明干涉位置及干涉零件。若发生干涉现象，还应对干涉现象进行具体分析：1） 若有少数装配零件却是有干涉现象，如花键轴与齿轮花键干涉，属于某一零件的设计问题，单击所需修改的零件进行修改，修改结束后在所提示的是否保存新建模型时选择是进行保存，确保经设计修改后的装配体无干涉现象。2） 组合零件中若有弹簧垫圈属于弹性元件的，则必然会出现干涉现象，可不比修改。3） 螺母与螺栓配合时，由于其属于过盈配合，因此出现干

42、涉现象属于正常情况。下面就来简单介绍一下一轴装配过程中静态干涉检查的基本步骤和过程：1）为确保一轴的装配体无干涉等现象，对装配体进行干涉检查2）单击工具栏上面的评估选项。3）在评估选项中单击第一个“干涉检查”选项。4）对所绘制装配体，单击计算按钮。效果如下图4.4所示：图4.4若有干涉现象可单击干涉所示位置，在图中会以红色显示并注明。找到干涉位置后发现干涉出现的问题所在，可单击想要修改的零件，单击后会出现打开零件文件，然后会所需要修改的零件自行进行修改，修改后单击关闭，在是否保持所该建模的选项中选择“是”。这样所需要修改的零件在装配体就会显示修改之后的样子。4.3床头箱的总装配 如上4.1节所

43、示，同一轴一样，将其余各轴和其轴上零件进行如一轴所示装配，如下图所示：图4.5二轴装配图图4.6三轴装配图图4.7四轴装配图图4.8五轴装配图下面对床头箱整体装配进行介绍：1） 首先明确各个主轴之间的中心距，在明确中心距的基础上合理安排各主轴的位置，画草图以明示，以免出现齿轮之间的干涉现象。2） 单击solidworks软件中的新建按钮，在新建条件中选择装配体选项单击确定。3） 如一轴装配过程一样，首先单击插入零件，：单击插入零部件，浏览菜单命令，插入“箱体”，选择以绘制完成的箱体，对箱体进行放置，固定。4） 同上步骤，在“插入零部件”中单击“装配体一轴”，选择所需要插入的一轴进行装配。5） 首先选中主轴一的圆柱表面，单击工具栏上的装配选项，单击配合按钮。6） 在配合选择中选择主轴一的圆柱表面，再次单击箱体为主轴一所打圆孔表面，选择“同心轴”配合，单击确定，使主轴一与箱体一轴所需孔配合。7） 单击主轴一上轴套，再次单击箱体表面，单击“重合”按钮，单击确定以此固定住主轴一。8） 同时观察主轴一上轴承，确定轴承由箱体的筋所固定支