摘要本设计是根据任务书的要求，对CA6140机床进行装配设计并运用Solidworks软件对其进行三维建模及实现动画模拟过程。首先通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，其中主要包括主轴箱和进给箱零部件的设计。其次使用Solidworks软件完成机械零部件的设计，零件和装配符合实际要求。最后在完成装配设计的同时进行动静干预检查，动画模拟工作。关键字：CA6140主轴箱 Solidworks 三维建模AbstracttThis design is based on the requirements of the project, to CA6140 machine assembly design and use Solidworks software on the 3 d model and realization process animated simulation. First through the machine mechanical variable speed drive system main movement to structure design, which mainly includes spindle box and feed box parts design. Second use Solidworks software completed the design of mechanical parts, parts and assembly accord with the actual requirement. Finally complete assembly design in the same time action interference, animated simulation work. Keywords: CA6140 spindle-box Solidworks 3 d model目录摘要IABSTRACTII第1章 三维建模技术概述1第2章 机床总体设计22.1 设计目的22.2 主轴箱设计步骤22.2.1 运动设计22.2.2 动力设计72.2.3 齿轮强度校核11 主轴挠度的校核152.2.5 主轴最正确跨距确实定162.2.6 各传动轴支承处轴承的选择172.3 进给箱设计步骤172.3.1 进给箱的传动机构172.3.2 进给箱切螺纹机构设计182.3.3 切螺纹系统及齿数比19第3章 机床三维设计21轴类零件建模设计213.2 齿轮类零件建模设计233.2.1 构造齿轮233.2.2 对轴心孔倒角243.3 端盖类零建模设计253.3.1 构建圆柱组合体253.3.2 生成台阶孔273.3.3 生成均布圆孔303.4 轴承类零件建模设计343.4.1 翻开标准库并生成轴承零件343.4.2 选择轴承的参数生成轴承343.5 装配的过程及干预分析353.5.1 装配过程353.5.2 干预分析403.6 运动模拟设计413.6.1 运动模拟设计是虚拟样机技术的组成413.6.2 运动模拟设计41结论42参考文献43致谢44第1章 三维建模技术概述solidworks是生信国际推出的基于windows的机械设计软件。生信公司是一家专业化的信息高速技术效劳公司，在信息和技术方面一直保持与国际cad/cae/cam/pdm市场同步。该公司提倡的“基于windows的cad/cae/cam/pdm桌面集成系统是以windows为平台，以solidworks为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等，为中国企业提供了梦寐以求的解决方案。solidworks是微机版参数化特征造型软件的新秀，该软件旨在以工作站版的相应软件价格的1/41/5向广阔机械设计人员提供用户界面更友好，运行环境更群众化的实体造型实用功能。solidworks是基于windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规那么几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中，其价位适中。第2章 机床总体设计2.1 设计目的通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握根本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。2.2 主轴箱设计步骤2.2.1 运动设计2.2.1.1 条件(1)确定转速范围：主轴最小转速,主轴最大转速 nmax = 1700r/min(2)确定公比：(3)转速级数：2.2.1.2 结构分析式(1)确定结构方案：主轴传动系统采用V带、齿轮传动；传动形式采用集中式传动；主轴换向制动采用双片式摩擦离合器和带式制动器； 变速系统采用多联滑移齿轮变速；(2)主传动系统运动设计： 拟定结构式： 确定变速组传动副数目 实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合： A12=3*4 B12=4*3 C12=3*2*2 D12=2*3*2 E12=2*2*3 方案A 、B可节省一根传动轴。但是，其中一个传动组内有四个变速传动副，增大了该轴的轴向尺寸。这种方案不宜使用。根据传动副数目分配应“前多后少的原那么，方案C是可取的。但是，由于主轴采用双向离合器结构，致使1轴尺寸过大，此方案不宜使用。从电动机到主轴主要为降速运动，假设使用传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多一些，大尺寸零件少一些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原那么，因此取12=2*3*2，即D方案。再降速过程中，防止齿轮论直径过大而使径向尺寸限制最小传动比min1/4;再升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大的转速比max2. 在主传动链任一传动组的最大变速范围Rmax=max/min810.再设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小。应选用D方案。B 确定变速组扩大顺序：12=2*3*2的传动组合，其传动组的扩大顺序又可以分为以下6种形式：A12=213226 B12=21 34 22 C12=233126 D12=263123 E12=223421 F.12=263221 根据级比指数非陪要“前疏后密的原那么，应选用第一种方案。然而，对于设的机构，将会出现两个问题：abc图1.1 方案比拟第一组变速组采用降速传动时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，使得轴的齿轮直径不能太小，轴上的齿轮会成倍增大。这样，不仅使轴间中心距加大，而且轴间的中心距也会加大，从而使整个传动结构尺寸增大。这种传动不宜采用。 如果第一变速组采用升速传动,那么轴至主轴间的降速传动只能由后两个变速组承当。为了防止出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。这种传动也是不理想的。所以采用方案C，即12=233126，即可解决上述存在的问题.其结构如图2.2所示： 图1.2 结构网2.2.1.3 绘制转速图(1)验算传动组变速范围： 第二扩大组的变速范围是R2=8,符合设计原那么要求。(2)分配降速比： 该车床主轴传动系统共设有四个传动组，其中一个是带传动。根据降速比应“前慢后快的原那么及摩擦离合器的工作速度要求，确定各传动组最小传动比。 U= = =3绘制转速图：118085060042530021215010675531700Z3/Z5Z1/Z2Z13/Z14Z9/Z10Z7/Z8Z5/Z6Z11/Z12电图1.3 转速图4绘制传动系统图 确定齿轮齿数： 利用查表法求出各传动组齿轮齿数如下表表1.1 各传动组齿轮齿数变速组 第一变速组 第二变速组 第三变速组 齿数和 96 102 114齿轮 z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8 z9 z10 z11 z12 z13 z14齿数 32 64 56 40 27 75 34 68 42 60 23 91 76 38 传动过程中，会采用三联滑移齿轮，为防止齿轮滑移中的干预，三联滑移齿轮中最大和次大齿轮之间的齿数差大于4。所选齿轮数符合设计要求。 验算主轴转速误差： 主轴各级实际转速值用下式计算： n=nE*(1 - )u1 u2 u3 式中 u1 u2 u3 分别为第一，第二，第三变速组齿轮传动比，取0.05， 转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对值表示： n= n - 10 -1% 其中n主轴标准转速表1.2 转速误差表 主轴转速 n1 n2 n3 n4 n5 n6标准转速 37.5 53 75 106 150 212主轴转速 n7 n8 n9 n10 n11 n12标准转速 300 425 600 850 1180 1700转速误差满足要求。2.2.1.4 绘制传动系统图根据轴数，齿轮副，电动机等条件可有如下系统图： 图1.4 传动系统图2.2.2 动力设计2.2.2.1 确定各轴转速(1)确定主轴计算转速：主轴的计算转速为(2)各传动轴的计算转速： 轴可从主轴90r/min按72/18的传动副找上去，轴的计算转速125r/min；轴的计算转速为355r/min；轴的计算转速为710r/min。(3)各齿轮的计算转速 轴可从主轴为106r/min按各传动轴上的传动副找上去，轴的计算转速为150r/min；轴的计算转速为425r/min；轴的计算转速为850r/min；综上所述，各轴的计算转速如下：表1.3 各轴的计算转速如下轴序号 电