专业课课程设计说明书.doc

2008级 机械设计制造及其自动化专业 专业课课程设计说明书 题目： 基于Solidworks的机床回转工作台设计与仿真 方向： 机械设计 学号： 姓名： 联系电话： 2012年1月 重庆汽车学院 目 录 1 前言 …………………………………………………………… 3 2 论文：《基于Solidworks的机床回转工作台 设计与仿真》 …………………………………………………… 4 背景 ……………………………………………………………… 4 机床回转工作台 ………………………………………… 4 机构仿真技术发展现状 …………………………………… 5 机床回转工作台的设计 ………………………………………… 6 驱动电机的选择 …………………………………………… 6 工作台的结构布置 ………………………………………… 6 蜗轮蜗杆机构的造型 ……………………………………… 7 机床回转工作台的装配 …………………………………… 8 关键部件结构设计 ……………………………………………… 9 调隙结构概述 ……………………………………………… 9 双螺距渐厚蜗杆调隙结构特点 …………………………… 11 机床回转工作台的仿真与分析 ………………………………… 11 运动仿真设置 ……………………………………………… 11 运动仿真分析 ……………………………………………… 13 有限元分析 ……………………………………………………… 14 小结 ……………………………………………………………… 16 参考文献 ………………………………………………………… 17 3 装配图、爆炸图及平面工程图 ………………………… 18 4 主要零件特征分析、造型及工作台装配 …………… 23 5 参考文献 ……………………………………………………… 6 小结 ……………………………………………………………… 前 言 专业课课程设计是机械专业毕业集中实践的重要环节，对于我们全面、系统掌握机械相关专业课基本理论和方法有重要的意义。在专业课课程设计过程中，通过对机械装置的设计，包括零件造型、装配、运动仿真和简单的有限元分析，机械原理、机械设计等专业基础课程以及Solidworks软件技能得到了很好的复习巩固，同时也可在此过程获得新知识，树立了过程设计的观点，培养了自学能力和创造能力。通过编写说明书，培养学生表达、思考、总结和独立分析的能力，为以为的毕业设计及科研打下基础。 基于Solidworks的机床回转工作台设计与仿真 摘 要：回转工作台是数控机床的主要组件之一，它的平衡控制对于工件的加工精度和加工质量有着重要的影响。回转工作台的运动由交流侍服电机通过带轮带动蜗轮蜗杆系统，使工作台旋转。在机床回转工作台中，蜗轮蜗杆调隙结构属于关键部件，文章中介绍了使用双螺距渐厚蜗杆机构来消除蜗轮副的侧隙，并且运用了Solidworks及插件COSMOSMotion实现了机床回转工作台的三维实体造型和运动仿真，运用COSMOSXpress进行了简单的有限元分析和优化。 关键词：Solidworks 机床回转工作台 设计 仿真 有限元分析 1.背景 1.1 机床回转工作台 1.1.1 定义与分类 数控机床以其高自动化、高效率、高精度在现代工业生产中占据极其重要的地位。回转工作台是带有可转动的台面、用以装夹工件并实现回转和分度定位的机床附件，简称或第四轴。按功能的不同可分为通用和精密两类。通用是镗床、钻床、铣床和插床等重要附件，按结构不同又分为水平、立卧和万能。精密用于在精密机床上加工或角度计量。常见的有光学、数显和超精密端面齿盘。 图1 机床回转工作台模型 1.2 机构仿真技术发展现状 用Adams等软件对汽车进行运动仿真研究是目前汽车机构设计分析的主要手段之一，但由于此类机构仿真软件学习难度较大，建立的仿真模型与工程制图脱节，因而主流三维CAD软件大多不采用专业仿真软件进行运动分析。在主流三维CAD软件中，UG、Solidworks、Pro/E等均能够实现机构仿真。其中，Solidworks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统 图2 机床回转工作台结构布置 2.3 蜗轮蜗杆机构的造型 2.3.1 蜗轮造型 通过对草图的旋转和切除，形成图3所示的无轮齿的蜗轮零件，然后绘制轮齿，通过圆周阵列绘制多个轮齿，经渲染完成蜗轮的造型，如图4所示。 图3