机械 毕业设计 论文 课程设计

                                摘  要

本课题设计意义在于通过优化设计缩小机床主轴箱尺寸，达到不仅减小产品成本，减轻设计者的工作量，并且提高设计效率和机床的运动灵敏度为目的。通过建立数学模型，用复合形法对主轴箱的传动齿轮进行优化，以所有传动轴之间的间距和为设计目标函数，并利用C语言编写程序，运行并得到优化结果。与传统设计方法进行比较，结果表明通过优化设计可以很大程度减小主轴箱的尺寸，使其结构更加紧凑，重量更轻，节约材料，充分体现了优化设计在机械产品设计中的优越性。

关键词  优化设计，主轴箱，复合形法

ABSTRACT

The purpose of these papers are reduce the size of head box, in order to not only lower cost of products, relieve designers’burden, but also elevate efficiency of design, and sensitivity of the moving of machine tool by means of optimum method. By means of construct mathematical model, used complex function, then gears of the head stock are optimized. Taking all shafts total distances as a objective function, and using C language to write programs to got optimized results. In comparison with traditional methods, it is show that optimized design can reduce the head stock size and weight. So using optimized design can be manifested economic benefits and superiority in mechanical products design.

Key words  optimized design, bead stock, complex method

目   录

摘 要……………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ

1 绪论……………………………………………………………………………………………1
  1.1 课题背景…………………………………………………………………………………1
1.2 研究现状……………………………………………………………………………………1
1.3 优化设计概论………………………………………………………………………………1
1.4 设计的主要内容……………………………………………………………………………2
2 主运动方案设计……………………………………………………………………………3
  2.1 拟定设计对象的参数………………………………………………………………………3
  2.2 确定传动结构式……………………………………………………………………………3
2.2.1 确定公比………………………………………………………………………………3
2.2.2 确定各变速组的排列方案……………………………………………………………3
2.2.3 确定传动系统扩大顺序的安排………………………………………………………3
2.3 确定传动齿轮的布置………………………………………………………………………4
2.4 绘制转速图…………………………………………………………………………………5
3 齿轮传动件的参数计算……………………………………………………………………6
3.1 齿轮参数的确定……………………………………………………………………………6
3.2 建立优化数学模型…………………………………………………………………………6
3.3 建立优化约束条件…………………………………………………………………………7
3.4 优化方法的选择及原理……………………………………………………………………9
3.5 优化结果与处理…………………………………………………………………………11
4 齿轮强度的校核……………………………………………………………………………13
4.1 对 与 齿轮强度的校核…………………………………………………………………13
4.1.1 对 与 齿轮的接触承载强度校核…………………………………………………13
4.1.2 按弯曲承载强度校核 与 齿轮的强度……………………………………………14
4.2 对 与 齿轮强度的校核………………………………………………………………15
  4.2.1 对 与 齿轮的接触承载强度校核…………………………………………………15
  4.2.2 按弯曲承载强度校核 与 齿轮的强度……………………………………………17
4.3 对 与 齿轮强度的校核………………………………………………………………18
  4.3.1 对 与 齿轮的接触承载强度校核…………………………………………………18
  4.3.2 按弯曲承载强度校核 与 齿轮的强度……………………………………………19
4.4 对 与 齿轮强度的校核………………………………………………………………20
  4.4.1 对 与 齿轮的接触承载强度校核…………………………………………………20
  4.4.2 按弯曲承载强度校核 与 齿轮的强度……………………………………………22
4.5 对 与 齿轮强度的校核………………………………………………………………23
  4.5.1 对 与 齿轮的接触承载强度校核…………………………………………………23
  4.5.2 按弯曲承载强度校核 与 齿轮的强度……………………………………………25
5 传动轴结构设计……………………………………………………………………………27
5.1 Ⅰ传动轴的轴径估算及校核……………………………………………………………27
  5.1.1 Ⅰ传动轴的轴径估算………………………………………………………………27
  5.1.2 Ⅰ传动轴的刚度校核…………………………………………………………………28
5.2 Ⅱ传动轴的轴径估算及校核……………………………………………………………30
  5.2.1 Ⅱ轴计算转速的确定………………………………………………………………30
5.2.2 Ⅱ传动轴的轴径估算…………………………………………………………………31
5.2.3 Ⅱ传动轴的刚度校核…………………………………………………………………32
5.3 Ⅰ传动轴上带轮设计……………………………………………………………………33
  5.3.1 设计电机皮带减速器…………………………………………………………………33
  5.3.2 设计Ⅰ轴带轮…………………………………………………………………………34
  5.3.3 Ⅰ轴带轮结构设计……………………………………………………………………35
5.4 传动轴上联接件的选取及强度校核……………………………………………………38
  5.4.1 花键轴的强度校核……………………………………………………………………38
5.4.2 普通平键联接强度校核………………………………………………………………39
5.5 传动轴上轴承寿命验算…………………………………………………………………40
6 主轴组件设计设计…………………………………………………………………………41
  6.1 确定主传动布局及其变速机构类型……………………………………………………41
6.2 主轴结构设计及刚度校核………………………………………………………………41
6.2.1 主轴组件的选取及配置………………………………………………………………41
    6.2.2 主轴的结构计算………………………………………………………………………43
    6.2.3 主轴刚度的验算………………………………………………………………………46
  6.3 主轴组件其它装置的选取………………………………………………………………48
结论……………………………………………………………………………………………51
参考文献………………………………………………………………………………………52
附录A：………………………………………………………………………………………53
致 谢……………………………………………………………………………………………60