三角带传动机构设计与加工毕业设计

专业综合能力考核（论文）

题目：三角带传动机构设计与加工

所属系部：机械装备系

专业班级： 09数控01班

学生姓名：

指导教师：

2011 年10 月30 日

摘要

本次毕业设计的内容是介绍三角带传动模拟和自顶向下的造型设计方法以及有关本次毕业设计的各种零件。自顶向下的设计方法是指在上下文设计中进行装配。上下文设计是指在一个部件中定义几何对象时引用其他部件的几何对象。例如，在一组件中定义孔时需要引用其他组件中的几何对象进行定位。

自顶向下的装配方法有两种。1.建立装备配结构，此时没有任何的几何对象；2.使其中一个组件成为工作部件；3.在该组建中建立几何对象；4.依次使其余组件成为工作部件并建立几何对象。该方法首先要建立装配结构即装备配关系，但不建立几何模型，然后使其中的组件成为工作部件，并在其中建立几何模型，即在上下文中进行设计，边设计边装配。

带传动是一种柔性体零件的机械，零件形状相互依赖、相关，不容易独立地在零件图中绘制出草图形状，用自顶向下方法设计，先在装配图中绘制包含各种零件形状、位置的布局草图，然后转到零件图中详细绘制零件，是一种比较好的方法。

本次通过三角带传动模拟设计，详细介绍了自顶而下设计方法的第一种方法。在仿真模拟部分，介绍了如何用耦合的方法，使得两个或多个带轮之间实现给定传动比传动，

关键词：带传动；自顶向下造型设计；零件三维造型；数控加工。

沈阳职业技术学院专业综合能力考核说明书第 II 页

目录

摘要 ....................................................................................................................................... I 目录 ......................................................................................................................................II 第1章绪论 (1)

第2章毕业综合能力考核内容 (2)

2.1三角带传动机构的装配与绘制 (2)

2.1.1主动轮、从动轮、三角带的计算二维绘图 (2)

2.1.2带传动三维造型 (4)

2.2编制零件机械加工工艺规程 (4)

2.2.1轴实体图 (4)

2.2.2拟定机械加工工艺规程 (5)

2.2.3计算和填写机械加工工艺卡片 (5)

2.3数控加工（手工编程） (6)

2.3.1手工编制车削加工程序及VNUC仿真软件模拟加工 (6)

2.3.2数控加工（自动编程）零件图 (12)

2.4 装配体爆炸图 (16)

2.5 典型铣削零件的自动编程 (17)

2.5.1三维立体造型 (17)

2.5.2利用UG加工 (20)

参考文献 (28)

致谢 (29)

第1章绪论

21世纪是科学技术突飞猛进、不断取得新突破的世纪，它是数控技术全面发展的时代。数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。数控是数字控制的简称，系采用数字化信号对机床进行自动控制的一种方法。

计算机技术的进步，使得计算机辅助设计及绘图技术得到了前所未有的发展。AutoCAD 是一个优秀的计算机辅助设计软件，使用这个工具设计并绘制机械图形是我的正确选择。

UG是美国UGS公司的主导产品，是当今世界上最先进、最流行、应用最普遍的计算机辅助设计和辅助制造系统软件之一。它集合了概念设计、绘图、装配、辅助制造、加工和分析一体化产生过程。

机械加工是指从原材料（或半成品）制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程，称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。

第2章毕业综合能力考核内容

2.1三角带传动机构的装配与绘制

2.1.1主动轮、从动轮、三角带的计算二维绘图

带传动由主动带轮、从动轮、传动带组成。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮之间的摩擦，拖动从动轮一起转动，并传动一定的动力。在机械设备中广泛应用的是摩擦带传动，尤其是V带传动应用最广。这里我仅介绍一下摩擦带传动的的一些特点：

（1）因传动带具有挠性，能缓和冲击、吸收振动、传动平稳、噪声小；

（2）过载时，传动带在带轮缘上打滑，可避免其他零件破坏起到保护整机作用；

（3）结构简单制造安装精度低，制造成本低，维护方便；

带传动不宜在高温、易燃、易爆有腐蚀介质的场合下工作。

图2 -1主动轮零件图

图2-2从动轮零件图

摩擦带传动可分为平行带传动、V带传动、圆形带传动等。普通V带轮是由轮缘、轮毂、轮辐三部分组成.。轮缘是带的工作部分。轮毂是带轮与轴联接的部分，轮毂的内径与轴的直径相等。轮辐是轮缘与轮毂的连接部分，有以下三种结构：

（1）实心式：带轮直径≤200mm时，可采用实心式结构；

（2）腹板式：带轮直径≤400mm时，可采用腹板式结构；

（3）轮辐式：带轮直径＞400mm时，可采用轮辐式结构：

图2-3带零件图

普通V带为无接头的环形带，截面呈等腰梯形。V带截面有抗拉体、顶胶、底胶、

包布层组成。.抗拉体用于承受基本拉力，其材料为

2.1.2带传动三维造型

图2-4带传动三维造型2.2编制零件机械加工工艺规程

2.2.1轴实体图

图2-5轴实体图

2.2.2拟定机械加工工艺规程

1.根据工作性能与条件，该轴类零件图样规定了尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值。

这些技术要求必须在加工中给予保证。

2.确定毛坯

该传动轴材料为45钢，因其属于一般轴类零件，故选45钢可满足其要求。本例轴类零件属于中、小轴类零件，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠50mm的热轧圆钢作毛坯。

3.确定主要表面的加工方法

轴类零件大都是回转表面，主要采用车削成形。由于该轴类零件的主要表面

的公差等级较高，表面粗糙度较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：

粗车→半精车→精车→磨削。

4．确定定位基准

合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该轴类零件的几个主要配合表面均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴类零件，所

以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。

粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而

应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外

圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心

孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。

5．划分阶段

对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。

6.该轴类零件加工划分为四个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处

外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，精车（精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表

面等），粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。

综合上述分析，传动轴的工艺路线如下：

下料→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→修研中心孔→半精车各外圆→精车各外圆，车槽，倒角→车螺纹→修研中心孔→磨削→检验。

7.加工尺寸和切削用量

轴类零件磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选用1mm。加工尺寸可由此而定，见该轴类零件加工工艺卡的工序内容。

车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定；一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。

8.拟定工艺过程

定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定轴类零件的工艺过程时，在考虑主要表面加工的

同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工￠24mm、￠32mm及M24mm外圆时，应车到

图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹。

在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。

综上所述，所确定的该轴类零件加工工艺过程见表2-1。

2.2.3计算和填写机械加工工艺卡片

数控加工工序卡

零件名称轴数量2005年12月工序名称工艺要求刀具主轴转速进给速度背吃刀量备注

1 下料

2 车端平面T01 手动

3 45钢

车

从右向左粗车外圆轮廓

切退刀槽

T01

T01

600

900

0.3

0.2

1.0

0.25

自动

自动

车螺纹 切断保证总长

T02 T03 T02 600 450 600 0.1 2 0.1 自动 自动 自动 4

检验

料 材 45钢

备注：

规格数量

Ф32*65mm

数控加工刀具卡

刀具号

刀具规格名称 数量

加工内容

刀具半径

备注

T01 90°外圆机夹刀具

1 车端面、外轮廓 0.

2 T02 切断刀 1 切退刀槽、切断

0.3 T03

螺纹车刀

1

车外螺纹

0.3

2.3数控加工（手工编程）

2.3.1手工编制车削加工程序及VNUC 仿真软件模拟加工

图2-9轴类零件FANUC 仿真图

FANUC 系统手工编程程序： O1234 G54; M03; S600; T0101; G00X36.Z2.; G99G71U1.0R0.5; G71P1Q2U0.5W0.1F0.3; N1G01X0.F0.2S900; Z0.; X10.Z-8.;

G02X20.Z-13.R5.F0.15

;

G01X24.Z-15.F0.2; Z-50.; X32.Z-60.; N2Z-65.;

G70P1Q2;

G00X150.;

Z150.;

T0100;

T0202S600; G00Z-50.;

G00X25.;

G01X20.F0.1; G00X150.;

Z150.; T0200;

T0303S450;

G00X25.Z-12.;

G76P010060Q100R200

;

G76X21.4Z-45.P1300Q

350F2.0;

G00X150.;

Z150.;

T0300;

T0202S600;

G00Z-70.;

X33.;

G01X0.1F0.1;

G00X150.;

Z150.;

T0200;

M05;

M30;

%

2.3.2数控加工（自动编程）零件图

图2-10编程零件图加工刀具参数：

图2-13外圆刀具参数图

图2-13切断刀具参数图

图2-14螺纹刀具参数图

毛坯的选择及安装：

图2-15毛坯的参数图

图2-15毛坯的调整

2.4 装配体爆炸图

图2-17三角带传动爆炸图

2.5 典型铣削零件的自动编程

2.5.1三维立体造型

图2-20零件三维造型图

1.根据图纸设计工艺卡片如下：

零件图样分析

可以看出该零件为对称结构，所以采用坐标系旋转加工对其编程较为方便，其零件图：如图2-17所示为零件的结构。

图2-21 零件图

2．确定毛坯

该零件材料为45钢。

3．确定主要表面的加工方法

该零件属于型腔类零件，适合于铣削加工在普通铣削加工中,型腔类零件大都是使用成形刀具直接成形出来的。但是切削时刀具处于满刃状态、切削受力大、排屑差,零件的精度与表面粗糙度难以控制和达到要求。利用数控铣削加工此类零件均可通过走刀轨迹加工并能达到零件图要求。

4．确定定位基准

合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。一般基准会分为粗基准和精基准。粗基准我选择底面，因为底面不用于加工可以保证加工表面与未加工表面的相互位置精度，底面平整光滑，能保证重要表面加工余量及均匀。精基准的选择主要从保证工件的位置精度和装夹方便这两方面来考虑。因此我选择上表面为精基准。

5．划分阶段：加工阶段的划分也很重要。可以保证加工质量，合理使用机床等设备，还可以充分发挥热处理工序的效果。对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的精度和质量。该零件加工划分为三个阶段：粗铣，半精铣，精铣。

综合上述分析，此零件的工艺路线如下：下料→粗铣外轮廓→半精铣→精铣→检验。

6.加工尺寸和切削用量

该型腔零件粗加工余量可取1mm，半精铣余量可选用0.5mm。加工尺寸可由此而定，见型腔零件加工工艺卡的工序内容。

铣削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定；一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。

7．拟定工艺过程

根据零件分析该工件选择夹具为台式虎钳，只需装夹定位一次即可完成，选择刀具材料为（高速钢）Ф20，Ф4平底刀，工艺基准为底面和上表面。粗加工余量为1mm，精加工余量为0.5mm，粗铣为Ф20的刀具，精铣为Ф4的刀具。

在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。

综上所述，所确定的该槽轮板加工工艺过程见表2-2。

表2-2型腔零件机械加工工艺卡

机械装备系机械加工工艺卡产品名

称

型腔零

件

图

号

1 零件名

称

型腔零

件

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毛坯种类方钢材料牌

号

45钢毛坯尺寸

90mm×90mm×

30mm

序号工种

工

步

工序内容设备

工

具

夹具

刃

具

量

具

1

下

料90mm×90mm ×30mm

卡

尺

2

粗

铣

铣上表面见平

铣床台

式

虎

钳

Ф20

1

2 粗铣零件外轮廓余量为1mm

Ф4 3 半精铣 3 半精铣余量为0.5mm

4 4 精铣铣床

台

式

虎

钳Ф8

千

分

尺

5 5 检验

2.5.2利用UG加工

（1）创建程序

图2-26Ф20刀具铣平面图2-26Ф10刀具铣型腔

图2-26Ф8刀具铣弧面 图2-26Ф刀具铣孔和精铣

（4）创建操作

（5）平面铣削及轨迹

图2-26平面铣削及轨迹（6）型腔铣削及轨迹