轴承内外圈加工专用机床车架与主轴箱设计(CAD,UG三维)(任务书,开题报告,外文翻译,进度计划表,论文说明书18000字,cad图纸13张,UG三维模型)
摘 要
本文研究的题目是轴承内外圈加工专用机床车架和主轴箱设计。该课题来源于某机床制造企业的轴承内外圈加工专用机床生产线改造项目，对于一台机床而言，机架犹如“骨骼”一样支撑着整台机床，而主轴箱则犹如“心脏”一样为整台机床提供不竭动力。
本着主轴箱功能单一、输入功率利用高、车架结构简单、布局合理的原则，对主轴箱和车架进行了相关尺寸设计并运用UG软件对零部件进行三维建模、虚拟装配和运动仿真。
主轴箱设计部分完成对主轴部件的尺寸设计与强度校核、皮带轮的选用、轴承的选用与寿命计算、键销的选型与强度较核以及主轴箱内的其他零件设计。车架设计部分由于是非标部件，故采用类比同类机床的设计经验，结合结构简单，布局合理的原则对车架进行尺寸设计，最后介绍车架的焊接技术。
在完成尺寸设计后，根据尺寸并运用UG软件完成相关零部件的建模，将所有零部件进行虚拟装配，最后利用UG的仿真模块对主轴箱进行运动仿真，分析仿真结果，得出结论，进而完成整篇论文书写。
关键词：主轴箱；车架；三维建模；虚拟装配；运动仿真
Abstract
The title of this article is designing the frame and the headstock of the special machine tool for machining bearing inner and outer ring. The study is based on a project for transforming the production line of the special machine tool for machining bearing inner and outer ring of a manufactory. The frame is just as “skeleton” to support the whole lathe, and the headstock just as “heart” to offer an inexhaustible driving force for a lathe.
To achieve the goal of the single function and to improve high utilization for input power, I designed the headstock . The frame has simple structure, and reasonable layout. I would design the related measurement of headstock and frame by using UG software. Then I would use UG to do 3D modeling, virtual assembly and motion simulation.
The part of designing the headstock would complete the design of the measurement and strength check, selection of pulley, the selection and the life calculation of the bearing, key pin selection and strength check, and other parts in the headstock. The frame is non-standard part. According to the experience of the similar machine tool, and combined with simple structure and rational layout of the principle , I designed the frame. At last, I introduce the frame welding technology.
According to the size, I used UG software to complete the related parts modeling, virtual assembly. Then I did the simulation motion, analyse the results for the conclusion, and complete the whole writing.
Keywords: headstock; frame; 3D modeling; virtual assembly; motion simulation
本设计的主要内容包括：
（1） 根据企业实际生产设备和技术要求，提出轴承内外圈加工专用机床车架和主轴箱的结构方案，并对各个零部件进行设计。
（2） 对轴承内外圈加工专用机床尺寸设计，并利用UG软件进行三维建模。
（3） 对轴承内外圈加工专用机床进行虚拟装配。
（4） 将虚拟样机导入UG软件运动仿真界面，并在UG中对机构进行运动仿真分析，检验所选取方案及其模型的合理性，并对机构进行优化设计。
（5） 轴承内外圈加工专用机床车架和主轴箱设计要顺应自动化生产线更新的需要，本文将采取类比的研究方法对相关部件进行设计。
目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1 车架与主轴箱设计的背景与目的 1
1.2 轴承内外圈车削加工国内发展历史及现状 1
1.3 车架和主轴箱设计的意义 1
1.4 研究内容、预期目标及研究方法 2
2 总体方案设计 3
2.1 车架的类型 3
2.2 主轴的类型 3
3 主轴箱设计 5
3.1 主轴箱的概述 5
3.2 主轴的概述 5
3.2.1 主轴的用途和分类 5
3.2.2 主轴的材料 5
3.3主轴主要参数设计 5
3.3.1 概述 5
3.3.2 主轴平均直径D的确定 6
3.3.3 主轴内孔直径D的确定 7
3.3.4 主轴悬伸量A的确定 8
3.3.5 主轴支承跨距L的确定 8
3.4 电动机的选择 8
3.5 主轴的传动设计 8
3.5.1转动方式概述 8
3.5.2皮带轮设计 8
3.6 键的选择与校核 11
3.6.1概述 11
3.6.2 键的强度计算 11
3.6.3 键的尺寸设计 13
3.7 轴向定位 13
3.8 主轴的轴承选择和配置 13
3.8.1 概述 13
3.8.2 轴承的选择 13
3.8.3 轴承安装方式 14
3.8.4 轴承的预紧 14
3.8.5 圆锥滚子轴承校核 14
3.9 轴的校核 16
3.10 轴上其他零件的设计与选择 20
3.10.1 滚动轴承的密封装置 20
3.10.2 主轴箱前前端盖 20
3.10.3 主轴箱前后端盖 20
3.10.4 主轴箱后前端盖 21
3.10.5 主轴后轴承套 21
3.10.6 主轴并帽 22
3.11 主轴箱箱体设计 22
3.11.1 材料的选择 22
3.11.2 制造方法 22
3.11.3 铸造金属箱体的要点 22
3.12 本章小结 23
4 车架结构设计 24
4.1 概述 24
4.2 车架设计的要求 24
4.3 车架常用材料 24
4.4 车架的截面形状、肋的布置和壁板上的孔 24
4.4.1 车架的截面形状 24
4.4.2 肋的布置 24
4.4.3 车架壁板上的孔 24
4.4.4 车架连接结构设计 25
4.4.5 焊接技术 25
4.4.6 车架的时效处理 25
4.4.7 车架的尺寸结构设计 26
4.5 本章小结 26
5 基于UG的车架和主轴箱三维建模与虚拟装配 27
5.1 UG软件介绍 27
5.2 主要零部件的三维建模 27
5.2.1 车架建模 28
5.2.2 主轴箱建模 29
5.3 车架和主轴箱的虚拟装配 30
5.3.1 基于UG NX 6的装配设计简介 30
5.3.2主轴箱与车架的虚拟装配 31
5.4 本章小结 33
6 基于UG的运动仿真 34
6.1 运动仿真的工作界面 34
6.1.1 UG的接口问题 34
6.1.2 打开运动仿真主界面 34
6.1.3 运动仿真工作界面介绍 35
6.2 主轴箱的运动仿真 36
6.2.1 连杆特性的建立 36
6.2.2 运动副特性的建立 37
6.2.3 分析验证 38
6.3 本章小结 38
7 结论与展望 39
7.1 结论 39
7.2 不足之处与展望 39
致 谢 40
参考文献 41
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