优秀设计
摘 要
本文首先简要阐述了BL系列台式车床总体的设计方案，说明了机床设计的基本要求，确定了该台车的整体布局。接着重点介绍了该台车进给箱的设计方案，对涉及到的轴、轴承和齿轮进行了设计和校核，确定了箱体内各元件的布置和排列，并综合各方面的要求，按照优化设计的标准，对进给箱的箱体进行了设计。由于该台车是一种小型车床，主要是针对中小型的零件加工而设计的，不同的用户对其有着不同的要求，因此我们利用了UG CAD计算机辅助设计软件对进给箱的各零部件进行了参数化设计。在计算机辅助设计过程中，完成了进给箱零部件的三维实体建模、虚拟装配和二维工程图的绘制。抽象出了用于进行车床快速数字化设计的数字模型，为进行车床的快速数字化设计作好了准备。
关键词：台车 进给箱 计算机辅助设计 参数化设计 数字模型
BL系列台车设计（进给箱部分）
Abstract
This text has explained the total plan of design of BL serial desk-top lathes briefly at first. Have proved that the basic demand that the lathe is designed, confirmed the whole overall arrangement of this desk-top lathe. Introduce the desk-top lathe enter give plan of design of case , designed and check the axle, bearing and gear wheel that are involved especially then,confirmed case decorating and permutation of every component in the body, and synthesize the requests of various fields.According to the standard of optimization design, have designed the case body that entered to the case. Because the desk-top lathe is small-scale lathe, design to process the medium and small-scale parts mainly.Different users have different requestion for the desk-top lathes, so we utilize CAD software, CAD of UG to design every part of drivingstock by the parameter designing. In the course of CAD, finish the three-dimensional entity modeling, fictitious assemble and two-dimentional project drawing of picture of the spare parts. Abstracted the Mathematical model for designing the lathes fastly and digitaly, and prepared it for fastly and digitaly designing the lathes well.
Keywords: desk-top lathes drivingstock UG CAD
The parameter designing Mathematical model
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目 录
0 引言 ????????????????????????????1 1 BL台式车床总体方案设计 ???????????????????3 1.1 BL系列台车的主要参数 ???????????????????3 1.2 机床设计的基本要求 ????????????????????3 1.3 机床组件设计的要求 ?????????????????????3 1.4 BL系列台车的布局 ??????????????????????4 2 BL台车进给箱的设计 ?????????????????????6 2.1 进给箱的组成和要求 ?????????????????????6 2.2 进给箱设计方案的选择 ????????????????????6 2.3 齿轮的设计计算 ???????????????????????8 2.4 轴的设计计算 ????????????????????????10 2.5 轴承的设计计算 ??????????????????????13 2.6 进给箱内各元件的布置 ???????????????????14 2.6.1 箱体内轴线的布置 ????????????????????14 2.6.2 齿轮在轴上的布置与排列 ?????????????????14 2.6.3 传动轴安装方式的确定 ??????????????????14 2.6.4 相啮合齿轮宽度的确定 ??????????????????15 2.7 箱体的设计 ????????????????????????15 2.7.1 箱体材料的选择及热处理 ?????????????????16 2.7.2 箱体结构形状及尺寸的设计 ????????????????16 2.7.3 箱体的技术要求 ??????????????????????16 3 进给箱零部件的计算机辅助设计?????????????????17 3.1 UG简介 ??????????????????????????17 3.2 实体建模基础 ????????????????????????17 3.3 零件（端盖）的三维造型过程 ????????????????21 3.4 三维零件的工程图 ????????????????????26 3.5 进给箱的虚拟装配 ????????????????????28 4 结论 ???????????????????????????31 致谢 ?????????????????????????????32 参考文献 ???????????????????????????33 附件清单 ???????????????????????????34
BL系列台车设计（进给箱部分）
0 引言
在当前的制造业中，生产效率低、成本高是一种普遍现象。在机械设备的设计及制造中，因为不同的用户对设备有不同的要求，使得设备有多种型号，即使同种型号也会有不同的规格。利用传统的设计方法进行设计不仅费时、费力、修改不便，而且成本较高。为了改变这种现状，我们在比如机床这样的设备的设计过程中，可以利用计算机辅助设计来进行参数化建模，这样使得用于模型定义的参数值随模型存储，便于我们根据不同的需要而对模型进行编辑，从而获得不同型号规格的机床。
BL系列台车是一种小型车床，在制造业中主要用于中小型零件的加工，不同的用户对其有不同的要求，从而使得BL系列台车有多种形式，因此该台式车床有着个性化的设计特点。针对这种情况，我们对台式车床的不同规格、不同用户的设计要求进行总结，以获得其产品配置知识，并利用UG CAD计算机辅助设计软件，对台车的各个组成部件进行参数化设计。
本设计主要是对进给箱进行相关设计，说明书分为三大部分。第一部分，BL台式车床总体方案设计；第二部分，BL台车进给箱的设计；第三部分，进给箱零部件的计算机辅助设计。
在第一部分BL台式车床总体的设计方案中，首先说明了机床设计的基本要求，即保证有较高的加工精度和被加工表面较小的表面粗糙度、尽可能提高其生产力和自动化程度以及较高的可靠性和较长的寿命。在满足上述要求的前提下，根据BL台车的主要参数，提出了台车组件的设计要求。同时规定了该台车的总体布局，即将主轴箱固定在床身的左端，进给箱固定在床身的左侧前端，溜板箱与刀架的最下层——纵向溜板相连，尾座安装在床身右端的尾座导轨上，床身固定在左右床腿上。
进给箱是台式车床中的主要部件之一，其作用是实现一定级数进给量的变换和各种螺纹螺距的变换。一般机床的进给箱主要分为三跨：左边一跨内为螺纹种类的移换机构；中间一跨内为基本组；右边一跨内为扩大组。由于本设计的台车尺寸较小，其进给箱虽然也分为三跨，但我们将左跨内螺纹种类的移换机构放在了主轴箱中，在其内布置了变速机构。在BL台车进给箱的设计过程中，首先介绍了进给箱的组成和应满足的要求。接着进行了BL台车进给箱设计方案的选择。由于该台式车床是一种小型化的车床，因此选择了两轴滑移式结构。在变速机构中，选择三联滑移齿轮来进行啮合传动。对进给箱内的传动轴提出了强度和刚度方面的具体要求。在丝杠和光杠的运动转换机构中，选择了啮合式离合器来实现这种运动转换。另外对操纵机构的设计也提出了相关的要求。
其次，我们对涉及到的齿轮、轴以及轴承等零件进行了设计和校核。
接着，我们对箱体内各元件进行了布置。箱体内轴线的布置，既与箱体的形状有
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关，也与操纵机构的设计有关。齿轮在轴上的布置和排列方面，我们将固定齿轮安装在一根轴上，滑移齿轮安装在另一根轴上。并且满足在一个变速传动组内，当变换转速时，使一个处于啮合的齿轮完全脱开后，另一个齿轮才进入啮合。传动轴安装时，选用单列向心球轴承安装在传动轴的两端，且每根传动轴的轴承成对使用（类型相同）。我们将传动轴通过轴承在箱体内的轴向固定选为两端固定的方式。在确定齿轮的宽度时，将大小齿轮的宽度设计为相同。
最后是箱体的设计。箱体应该满足如下几个要求，即有一定的制造精度，有足够的强度和刚度，内应力要小，节省材料、结构紧凑、工艺性好等。根据总体设计要求，在能够安装全部零件的前提下，考虑制造、维修及调整等条件，选定箱体的轮廓尺寸为235X190X118。为简化箱体的制造工艺，箱体的内壁不进行机械加工，箱体的外加工表面也尽可能布置在一个平面上，以便于加工。在箱体的技术要求方面，一般传动轴的孔径公差等级多为7级，各孔的圆度和圆柱度等形状公差，不超过孔径公差的1/4～1/2。另外还需标注基准面的直线度、平面度，基准面之间的平行度或垂直度，各孔轴心线对端面的垂直度公差等。
在进给箱零部件的计算机辅助设计这一部分，首先介绍了UG的功能、特点及其使用领域。接着阐述了UG实体建模的基础，其建模的方法有四种，即显式建模、参数化建模、基于约束的建模和复合建模。根据本设计的要求，我们选用了参数化建模，这样使得用于模型定义的参数值随模型存储，便于根据不同的需要而对模型进行编辑。在建模基础中，熟悉了四种特征，即体素特征（包括块、圆柱、锥和球）、草图、扫描特征和成形特征。然后利用了UG CAD软件对其各个零件进行了参数化设计，得到了零件的三维实体模型，并以轴承套为例具体展示了其实体建模过程。其次，介绍了零件二维工程图的绘制。在熟悉了UG制图应用和UG图组成、建立以及编辑的基础上，完成了零件二维工程图的绘制。最后是进给箱的虚拟装配建模过程。根据相关的装配知识，按照装配步骤，利用配对技巧，对进给箱进行了虚拟装配。同时抽象出了用于进行车床快速数字化设计的数字模型，为进行车床的快速数字化设计作好了准备。
这种参数化的快速设计方法，使机床的设计既符合我国的国情，也能与国际先进设计、制造及管理技术相接轨；不但技术上先进，而且经济效果较好。是一种符合当今设计思想、比较优秀的设计方法。
1 BL台式车床总体方案设计
4-BL系列台车设计(进给箱部分)
