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本科毕业论文
数控机床关键零部件的设计与应力分析
Design and Stress Analysis C Machine Tool ponents
作者姓名: 学号:
导师姓名: 职称:
学位类别:工学本科学位级别:学士
系别:机电工程系专业:机械设计制造及自动化
2011年4月
目录
中文摘要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
选题背景 1
本课题的目的和意义 1
国内外研究状况 2
有限元方法的发展 2
数控机床的发展 4
国内外机床动静态特性研究现状 6
课题的研究方法 9
研究内容 9
数控车床主轴结构设计 9
车床主轴组件的三维建模 10
主轴的ANSYS分析 10
设计前提 10
设计要求 10
设计参数 11
2 对主轴组件的要求 12
基本要求 12
特殊要求 12
旋转精度 12
静刚度 13
抗振性 13
升温和热变形 14
耐磨性 14
材料和热处理 14
主轴的结构 15
3 主轴轴承的选择 16
轴承的选型 16
18
轴承间隙调整和欲紧 19
20
4传动系统的设计 21
21
电动机容量的选择 21
电动机转速的选择 21
22
选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 22
按照齿面接触强度设计 22
按照齿根弯曲强度设计 25
几何尺寸计算 26
验算 27
5主轴主要参数的计算及校核 28
28
主轴的主要参数的计算 28
前轴颈直径D1 29
主轴内径d 29
主轴悬伸量a确定: 30
主轴支承跨距的确定 31
34
35
35
36
37
39
Works三维实体设计装配 40
8. 主轴部件的ANSYS应力分析 42
42
43
: 44
主轴ANSYS分析的具体过程 47
54
致谢 55
参考文献 56
中文摘要
【摘要正文】
本文首先介绍了数控机床和有限元分析的发展,分析了国内外机床动静态特性研究现状,之后以数控车床的主轴及其零部件的设计为主要内容,先讲述了数控机床的主轴部件的设计要求,合理选择轴承型号,设计出主轴的前轴颈直径D1,主轴内径d,前端的悬伸量a和主轴支承跨距L等,从而设计出主轴,之后选择具体的轴承,设计出轴承端盖和主轴箱体,提出了主轴的材料、热处理和技术要求等。
将所设计的数控车床的主轴及其零部件在SolidWorks中对设计的主轴及其零部件进行三维建模,画出零件图以及装配图。最后将所画的车床主轴导入ANSYS进行网格化分,计算出主轴所受到的力,之后施加约束和载荷,最后得出对主轴进行静应力分析结果,得到主轴的应力分布,进而分析主轴的受力状况,验证设计的合理性同时对实践进行指导。
【关键词】数控车床,主轴,Solid Works建模,ANSYS应力分析
ABSTRACT
This paper introduces the finite element analysis C machine tools and the development of dynamic and static characteristics of the domestic machine tool research status, and then to the C lathe and parts of the design as the main content, the C machine tool spindle about the design ponents request, a reasonable choice bearing type, designed the first journal diameter spindle D1, spindle diameter