沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文PAGE26前言畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個總結(jié)，是一次內(nèi)容深化的過程，為今后走向工作奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計是汽車后橋兩側(cè)面鉆孔機床設(shè)計，它涉及到材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計、機械制圖、液壓等多門學(xué)科。在設(shè)計過程中，許老師給我們詳細的講解了組合機床的工作原理及總體結(jié)構(gòu)，并找來相關(guān)資料供參考，使我對所設(shè)計的結(jié)構(gòu)有了進一步的了解，為后來的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，鍛煉了我分析問題、解決問題的能力，在查閱資料的過程中，對以前所學(xué)課程有了進一步的理解和掌握，對沒學(xué)過的知識也有了一定的了解，熟練的掌握了AutoCAD的使用。由于本人能力有限，設(shè)計中難免有不足之處，在設(shè)計中存在的錯誤和不足還望各位老師指正。概述汽車工業(yè)是一個龐大的社會經(jīng)濟系統(tǒng)工程，不同于普通產(chǎn)品，汽車產(chǎn)品是一個高度綜合的最終產(chǎn)品，需要組織專業(yè)化協(xié)作的社會化大生產(chǎn)，需要相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品與之配套。

長期以來，汽車工業(yè)作為國家重點投資和發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，雖然取得了一定的成績，但是與世界汽車工業(yè)先進國家相比還有很大差距。國內(nèi)的汽車企業(yè)只能在國家的高度保護下占領(lǐng)國內(nèi)市場，而幾乎沒有能力打入國際市場。這表明，我國的汽車工業(yè)尚屬幼稚產(chǎn)業(yè)，缺乏國際競爭力。隨著中國加入世界貿(mào)易組織，汽車工業(yè)必須面對全球化的挑戰(zhàn)。1.1汽車工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1汽車工業(yè)發(fā)展迅速，結(jié)構(gòu)調(diào)整已有進展我國的汽車工業(yè)起步于50年代，從無到有，從小到大，經(jīng)過40多年的發(fā)展，已經(jīng)具有了一定的基礎(chǔ)，汽車年總產(chǎn)量已躍居世界第九位，汽車工業(yè)已經(jīng)初步顯示出產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大、資金積累能力強和就業(yè)人口多的特點。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位正越來越突出。汽車工業(yè)取得的成績歸納起來主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1.1.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)開始趨向合理，技術(shù)水平得到提高通過《汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》的實施以及市場競爭的推動，企業(yè)逐漸重視技術(shù)引進和R&D投入加局面了產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐，提高了整車及關(guān)鍵零部件水平。技術(shù)引進已從過去單純引進生產(chǎn)技術(shù)，轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r引進產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，并開始與國外聯(lián)合開發(fā)下一代新產(chǎn)品，部分產(chǎn)品已達到國際90年代初水平，少數(shù)產(chǎn)品達到90年代末水平，“缺重少輕，轎車幾乎空白”的結(jié)構(gòu)不合理的問題基本得到解決。轎車所占的比重已由1991年11%提高到1999年31%，而載貨車所占的比重則由64%降到41%。這表明，汽車工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生重大變化，正逐步趨于合理。當(dāng)前，我國汽車產(chǎn)品還沒有成為消費熱點，地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不平衡，個人收入水平差距不斷擴大，加劇了市場的多元化分割。汽車工業(yè)由于管理體制、經(jīng)營機制、技術(shù)創(chuàng)新能力、使用環(huán)境等深層次因素的制約，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整雖然取得了很大的成績，但與日益對外開放的需求市場的競爭要求相比，仍然相對滯后。

1.1.3汽車零部件工業(yè)有了較大的發(fā)展我國汽車零部件工業(yè)在國家的大力扶持下，通過引進外資、消化吸收國外先進技術(shù)及多渠道籌集資金，加大了投資的力度和集中度，調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加快了國產(chǎn)化步伐，形成了一批初具規(guī)模，能面向多種車型配套并開始進入國際市場的骨干企業(yè)，為轎車配套的零部件工業(yè)也已初步建立起來。尤其是“八五”、“九五”期間，通過對一些為轎車配套的零部件企業(yè)進行技術(shù)引進和改造，以及一批零部件合資、獨資企業(yè)的建立、汽車零部件工業(yè)已開始從生產(chǎn)載貨汽車零部件向生產(chǎn)轎車零部件轉(zhuǎn)變；從簡單仿制向消化吸收引進技術(shù)、等效替代、自行設(shè)計和開發(fā)轉(zhuǎn)變，從面向國內(nèi)市場向面向國內(nèi)外兩個市場轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)批量較大的幾種車型國產(chǎn)化率均達80%以上，一些轎車車型國產(chǎn)化率達到80%的周期也大為縮短。1999年零部件出口創(chuàng)匯從1990年的0.8億美元增加到7.1億美元。

1.2部件工業(yè)落后于整車的發(fā)展除極少數(shù)合資企業(yè)產(chǎn)品外，我國汽車零部件工業(yè)產(chǎn)品水平和技術(shù)開發(fā)能力比整車更為落后，并且直接導(dǎo)致整車產(chǎn)品的質(zhì)量提高緩慢。

其原因有四：（1）從我國汽車工業(yè)的總體到生產(chǎn)線等各層次均未達到各自的最小有效規(guī)模經(jīng)濟的水平；（2）各企業(yè)分頭引進不同國家的同類車型，汽車整車未達到自身的規(guī)模經(jīng)濟要求，而且零部件還沒有實現(xiàn)國際上通行的通用化、系列化和標準化；（3）零部件行業(yè)出口乏力；（4）零部件配套上的地方保護主義，也嚴重影響了零部件經(jīng)濟規(guī)模的形成。相對與整車而言，零部件產(chǎn)品所要求的經(jīng)濟規(guī)模更高。零部件工業(yè)是汽車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，汽車工業(yè)對國民經(jīng)濟的帶動作用主要體現(xiàn)在零部件工業(yè)上。為此，我國必須高度重視和支持零部件工業(yè)的發(fā)展，對零部件行業(yè)所面臨的困難應(yīng)認真研究加以解決。1.3組合機床組合機床是用按系列化標準化設(shè)計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機床。組合機床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬能機床和專用機床發(fā)展來的。大家知道，多年來機械產(chǎn)品加工中廣泛地采用萬能機床。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來越大，精度越來越高，如汽車，拖拉機行業(yè)的氣缸體，氣缸蓋，變速箱，后橋等零件，采用萬能機床加工就不能很好的滿足要求。因為在某一臺機床上總是加工一種工件，使萬能機床的很多部件和結(jié)構(gòu)變得作用不大，工人整天忙于裝夾工件，啟動機床，進刀退刀，停車及卸工件等，不僅工人的勞動強度很大，而且生產(chǎn)效率也不高，不利于保證產(chǎn)品的加工精度。專用機床是專門用語加工一種工件或一定工序的機床，它可以同時用許多刀具進行切削，機床的輔助動作部分地實現(xiàn)了自動化，結(jié)構(gòu)也比萬能機床簡單，生產(chǎn)效率也提高了。但專用機床有一個最大的弱點：就是當(dāng)被加工零件稍有一點變動，它就用不上了，需要另造新的機床，不能適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)技術(shù)迅速的發(fā)展，產(chǎn)品經(jīng)常革新的需要，而且這種機床設(shè)計制造周期長，造價也高。組合機床既有專用機床效率高結(jié)構(gòu)簡單的特點，又有萬能機床能夠重新調(diào)整，以適應(yīng)新工件加工的特點。為此，將機床上帶動刀具對工件產(chǎn)生切削運動的部分以及床身，立柱，工作臺等設(shè)計制造成通用的獨立部件，稱為“通用部件”。根據(jù)工件加工的需要，用這些通用部件配以部分專用部件就可組成機床，這就是組合機床。當(dāng)工件改變了，還是用這些通用部件，只將部分專用部件改裝，又可以組成加工新工件的機床。組合機床是按高度工序集中原則設(shè)計的，即在一臺機床上可以同時完成許多同一種工序或多種不同工序的加工。整套通用部件一般分為如下幾類：動力部件—動力頭，動力滑臺和動力箱；工件運送部件—回轉(zhuǎn)工作臺，移動工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪；支撐部件—立柱，床身，底座和滑座等；控制系統(tǒng)有通用的液壓傳動裝置，電氣柜，操縱臺等。1.3.1為了更好地了解組合機床的優(yōu)越性，有必要將其設(shè)計制造的情況和專用機床進行一下比較。一臺專用機床，除一些標準件外，全部零件都要一個一個地設(shè)計和制造，勞動量大，生產(chǎn)周期長。由于全是單件生產(chǎn)的性質(zhì)，不僅制造成本高，而且生產(chǎn)使用的問題也比較多。而設(shè)計制造一臺組合機床情況就大不一樣，組合機床是根據(jù)具體加工對象，用預(yù)先設(shè)計制造好的通用部件和通用零件，加上少量的專用部件或零件組成的，而通用部件和通用零件占整臺機床總零件數(shù)的70~90%，這不僅大大地縮短了設(shè)計制造周期，減少了制造中的問題，提高了機床工作的可靠性，減低了機床制造成本，而且為開展群眾性組合機床設(shè)計制造工作創(chuàng)造了有利條件。組合機床與萬能機床和專用機床相比，有如下特點：由于組合機床是由70~90%的通用零，部件組成，在需要的時候，它可以部分或全部地進行改裝，以組成適應(yīng)新的加工要求的新設(shè)備。這就是說，組合機床有重新改裝的優(yōu)越性，其通用零，部件可以多次重復(fù)利用。組合機床是按具體加工對象專門設(shè)計的。因而可以按最合理的工藝過程進行加工。這在萬能機床上往往是不易實現(xiàn)的。在組合機床上可以同時從幾個方向采用多把刀具對幾個工件進行加工。它是實現(xiàn)集中工序的最好途徑，是提高聲廠效率的有效設(shè)備。組合機床常常是用多軸對箱體零件一個面上的許多孔同時進行加工。這樣就能比較好的保證各孔之間的精度要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量；減少了工件工序間的搬運，改善勞動條件；也減少了機床占地面積。由于組合機床大多數(shù)零，部件是同類的通用部件，這就簡化了機床的維護和修理。必要時可以更換整個部件。以提高機床的維修速度。組合機床的通用部件可以組織專門工廠集中生產(chǎn)。這樣可以采用專用高效設(shè)備進行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造成本。組合機床雖然有很多優(yōu)點，但也還有缺點。1）組合機床的可變性較萬能機床低，重新改裝時有10~20%的零件不能重復(fù)利用，而且改裝時勞動量比較大。2）組合機床的通用部件不是為某一種機床設(shè)計的，而是具有較廣的適應(yīng)性。這樣就使組合機床的結(jié)構(gòu)較專用機床稍為復(fù)雜些。1.3.2組合機床的通用部件分大型和小型兩大類。大型通用部件是指電動機功率為1.5~30千瓦的動力部件及其配套部件。這類動力部件多為箱體移動的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機功率在0.1~2.2千瓦的動力部件及其配套部件。這類動力部件多為套筒移動的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機床稱為大型組合機床。用小型通用部件組成的機床稱為小型組合機床。組合機床除分為大型和小型外，按培植型式又分為單工位和多工位機床兩大類。單工位機床又有單面，雙面，三面和四面幾種，多工位機床則有移動工作臺式，回轉(zhuǎn)工作臺式，中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置型式。1.3.31．制定工藝方案了解被加工零件的加工特點，精度和技術(shù)要求，定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合機床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這里要確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類和形式。2．機床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定根據(jù)工藝方案確定機床的型式和總體布局。在選擇機床配置型式時，既要考慮實現(xiàn)工藝方案，保證加工精度，技術(shù)要求及生產(chǎn)效率；又要考慮機床操作，維護，修理是否方便，排屑情況是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便使設(shè)計的組合機床符合多快好省的要求。3．組合機床總體設(shè)計這里要確定機床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向，計算切削用量及機床生產(chǎn)率。繪制機床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。4．組合機床的部件設(shè)計和施工設(shè)計制定組合機床流水線的方案時，與一般單個的組合機床方案有所不同。在流水線上由于工序的組合不同，機床的型式和數(shù)量都會有較大的變化。因此，這是應(yīng)按流水線進行全面考慮，而不應(yīng)將某一臺或幾臺機床分裂開來設(shè)計。即使暫時不能全面地進行流水線設(shè)計，制定方案時也應(yīng)綜合研究，才能將工序組合得更為合理，更可靠地滿足工件的加工要求，用較少的機床完成較多的工作，也為進一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。2．組合機床結(jié)構(gòu)設(shè)計2．1汽車后橋介紹汽車一般有前橋和后橋，主要是起承載整車質(zhì)量的作用，如果后橋作為驅(qū)動橋，它還有將發(fā)動機傳來的扭矩降速增扭的作用，來驅(qū)動汽車行駛。后橋是連接后輪的，在兩后輪之間，一般后橋包括后橋殼、差速器、半軸等。而前驅(qū)轎車的后橋一般指安裝后輪的懸掛系統(tǒng)，包括擺臂、連桿、穩(wěn)定桿等。2．2多軸箱的設(shè)計2.2.1多軸箱的基本結(jié)構(gòu)多軸箱是機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計的傳遞各主軸運動的動力部件。其動力來自通用的電動機，從而實現(xiàn)傳遞。多軸箱一般具有多根主軸同時在一系列孔上但也有單軸的。多軸箱按結(jié)構(gòu)特點分為通用主軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件，后者結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計，故專用多軸箱通常指“剛性主軸箱”，即采用不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主助和用精密沿臺導(dǎo)軌來保證加工孔的位置精度。通用多軸箱則采用標避主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位置精度。通用多軸箱又分為大型多軸箱和小型多軸箱這兩種多軸箱的設(shè)計方法基本相同。2.2.2多軸箱的組成大型場用多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和剛加機構(gòu)等組成，其基本結(jié)構(gòu)包括箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等箱體類零件；主軸、傳動軸、手柄額、傳動齒輪、電動機齒輪等為傳動類零件；葉片泵、分油器、注油標、排泊塞、泊盤和防泊套等為潤滑及防油元件。在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排32mm寬的齒輪或三排24寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排(后蓋用90mm厚時)或兩排(后蓋用125m厚時)24mm2.2.3通用主軸(1)通用鉆削類主軸按支承型式可分為3種，1滾錐軸承主軸；前后支承均為圓鍛瘤子軸承。這種支承可承受較大的徑向和軌向力，且結(jié)構(gòu)簡單、裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴、膛、鉸孔和攻螺紋等加工；當(dāng)主剛進退兩個方向都有軸向切削力時常用此種結(jié)構(gòu)。2滾珠軸承主軸：的支承為推力球軸承和向心球軸承、后支承為向心球軸承或圓錐滾子軸承。固推力球軸承設(shè)置在前端，能承受單方向的軸向力，適用于鉆孔主軸o3滾針軸承主軸：前后支承均為無內(nèi)環(huán)波針軸承和推力球軸承。當(dāng)主軸間距較小時采用?！秡D27—2多軸箱》無此類主軸。按與刀具的連接是浮動還是剛性連接又分為短主軸和長主鈉，多軸形前外伸長度為75(立式為60)mm的為短主軸，采用浮動卡頭與刀具浮動連接，配以加長導(dǎo)向或雙導(dǎo)向，用于鏜、擴、餃孔等工序；外伸長度大于75(立式為60)M的主軸稱為長主軸，因主軸內(nèi)孔較長，與刀具足部連接的接觸面加長，增強了刀具與主軸的連按剛度、減少刀具前礎(chǔ)下垂，采用標準導(dǎo)變學(xué)問或堆導(dǎo)舊，用于鉆孔、擴孔、捌角、韌平面等工序。臉用鉆削類主軸型號標記如表4—l所示。滾銀軸承主軸、滾珠鈉承主鈾組件裝配結(jié)構(gòu)、配套零件及聯(lián)系尺寸分別參見第七章第二節(jié)。(2)攻螺紋類主軸按支承型式分兩稱前后支承均為圓錐族子軸承主軸o2)前后支承均為推力球軸承和無內(nèi)環(huán)淄針軸承的主軸。通用攻螺紋主軸系列參數(shù)及其型號標記見表4—2所示。滾錐軸承攻螺紋主軸裝配結(jié)構(gòu)、配套零件及聯(lián)系。尺寸詳見第七章第二節(jié)。主軸材料一般采用40cr鋼，熱處理C42；短針軸承主軸用20Cr鋼，熱處理So．5一C59。2.2.4多軸箱傳動設(shè)計多軸箱傳動設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位貿(mào)及其轉(zhuǎn)速要求動鏈，把驅(qū)動軸與各主軸連接起來，使各主勃獲得預(yù)定購轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。1．對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求（1)在保證主軸的強度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條例：下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不擱合標準時，可采用變位齒輪或略微改變傳動比的方法解決。（2)盡量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加t2軸負荷，影響加工質(zhì)設(shè)。遇到主鈾分布較密，布置齒輪的空間受到限制或主軸負荷較小、加工精度要求不高時，也可用一根強度較高的主軸帶動卜2根主軸的傳動方案。（3)為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要太子十(最佳傳動比為l，太)，后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取至專一大；盡量避免用升速傳動。當(dāng)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時，允許先升速后再降一些，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)矩較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)功率損失隨之增加，故要求升速傳動比小于等于2；為使主軸上的齒輪不過大，最后一級經(jīng)常采用升速傳動。（4)用于加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第1排，以減少主的的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第2排，以減少主軸端的彎曲變形。（5)多軸掐內(nèi)具有粗椿加工主軸時，最好從動力箱驅(qū)動軸齒輪傳動開始，就分兩條傳動路線，以免影響加工精度。（6)剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動，提高運動平穩(wěn)性。（7)驅(qū)動軸直接帶動的轉(zhuǎn)動軸數(shù)不能超過兩概以免給裝配帶來困難。多軸箱傳動設(shè)計過程個，當(dāng)齒輪排數(shù)1-4排不夠用時，可以增加排數(shù)，如在原來1排齒輪的位置—翻[兩排游齒輪(其強度應(yīng)滿足要求)或在箱體與前蓋之間增設(shè)0排齒輪。2．?dāng)M定多軸軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是，先把全部主軸中心盡可能分布在幾個同心圓上，在各個同圓心上分別沒置中心傳動軸；非同心圓分布的一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動物如一根傳動軸帶二相或三根主軸)；然后根據(jù)已選定的各中心傳動勃再取同心圓，井用最少的傳動軸楷動這些中心傳動沁最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。(1)將主軸劃分為各種分布類型被加工零件上加工孔的位置分布是多種多樣的r但大致可歸納為：同心圖分布、直線分布和任意分布三種類型。因此多軸箱上主軸分布相應(yīng)分為這三種類型。1：同心圓分布：主軸群的各軸心在同心圓上均布，主軸群在同心圓上不均勻分布。對這類主鈾，可在同心四處分別設(shè)置中心傳動軸，由共上的一個或幾個齒輪來帶動各主軸。2：直線分布：主軸按直線分布。對此類主鈾，可在兩主軸中心連線的垂宜平分線上設(shè)傳動軸，由其上一個或幾個齒輪來帶動各主勃3：任意分布：任意分布主軸及傳動方案。對此類主軸可根據(jù)“三點共因”原理，將主軸1、2、3和主軸4、5、6的軸心分別分布在兩個同心圓，主軸7、8可按直線分布方法處置?？梢?，任意分布可以看作是同心圓和直線的混合分布形式。4：確定驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在多軸箱上的位置驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速按動力箱型號選定；當(dāng)采用動力滑臺時，驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇，動力箱與多軸箱連接隊?wèi)?yīng)注意驅(qū)動軸中心一般設(shè)置于鄉(xiāng)軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高度則決定于所選動力箱的型號規(guī)格。驅(qū)動軸中心位置在機床聯(lián)系尺寸圖中已經(jīng)確定。5：用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來，在多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖中確定了備主粕的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分疥主軸位置，擬訂傳動方案，選定齒輪齒輪模數(shù)(估算式類比)，再通過“計算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。軸是組成機械的重要零件之一。它用來安裝各種傳動零件，使之繞其轉(zhuǎn)動，傳遞轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運動，并通過軸承與機架或機座相連接。軸與其上的零件組成一個組合體——軸系部件，在軸的設(shè)計時，不能只考慮軸本身，必須和軸系部件的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。軸按受載情況分為：（1）轉(zhuǎn)軸：支承傳動機件又傳遞轉(zhuǎn)矩，即同時承受彎矩和扭矩的作用。（2）心軸：只支承旋轉(zhuǎn)機件而不傳遞轉(zhuǎn)矩，即只承受彎矩作用。（3）傳動軸：主要傳遞轉(zhuǎn)矩，即主要承受扭矩，不承受或承受較小的彎矩。軸的設(shè)計應(yīng)滿足下列幾個方面的要求：在結(jié)構(gòu)上要受力合理、盡量避免或減少應(yīng)力集中，足夠的強度（靜強度和疲勞強度），必要的剛度，特殊情況下的耐腐蝕性和耐高溫性，高速軸的振動穩(wěn)定性及良好的加工工藝性，并應(yīng)使零件在軸上定位可靠、裝配適當(dāng)和拆裝方便等。2.2.5該軸傳遞中小功率、轉(zhuǎn)速較低，故選用45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理，其機械性能由<<機械設(shè)計>>表8-1查得：（無特殊標明，以下均是<<機械設(shè)計>>書）2.1.2按扭轉(zhuǎn)強度初步計算軸徑電動機功率：由電機功率可知，查<<機械設(shè)計課程設(shè)計>>可選電機型號為：Y132S2―2傳動軸I：由<<機械設(shè)計>>中式（8-2）及表8-2得：考慮軸端安裝旋轉(zhuǎn)工作臺，需要開鍵槽，將直徑加大并取標準值，所以軸端最小直徑取2.2.6軸的結(jié)構(gòu)以φ42的等直徑軸為基礎(chǔ)進行設(shè)計。1).軸上零件的布置見圖2.1之（a）1>在軸的輸入端連接同步帶，同步帶的尺寸可以從設(shè)計手冊中直設(shè)，根據(jù)其尺寸大小可以確定的尺寸，直徑為60mm，軸的長度為61mm。2>根據(jù)拆裝需要，安裝軸承的軸段應(yīng)較最小直徑稍大，故初選取100814軸承，按手冊查出尺寸為7012524，即軸寬度最小可以取24mm。3>軸承內(nèi)端面擬與軸Ⅱ的軸承內(nèi)端去平齊，即兩軸承內(nèi)端面的距離為63cm。4>軸通過法蘭盤、軸承60025與行星架下段相連，故選軸承直徑φ56，長度為118mm。5>軸與行星架上端相連，則軸承60010內(nèi)端面與軸Ⅱ上端的距離為108mm。6>軸的上端面安裝旋轉(zhuǎn)工作臺，則其與上端面距離35mm。2).軸上零件的固定和定位，1>左端和中端軸承靠中φ82的軸肩定位。2>右端軸承靠法蘭盤和軸套固定。3>旋轉(zhuǎn)工作臺用平鍵聯(lián)接，軸承的周向固定用有過盈的配合連接。3).軸上零件的裝拆考慮零件中的裝拆方便及定位需要，左端軸承及左側(cè)的零件從左邊裝入，中端軸承及右側(cè)的零件從右側(cè)裝入，軸的兩端直徑較小，其余各軸段根據(jù)需要將徑逐漸加大。3.液壓缸的主要零件的設(shè)計和計算3.1.1頂出缸的內(nèi)徑D根據(jù)載荷大小和所選定的系統(tǒng)壓力來計算液壓缸內(nèi)徑D式中D：液壓缸內(nèi)徑（mm）F:液壓缸推力（KN）p：選定的工作壓力（MPa）由所給參數(shù)F=200KN,p=25MPa圖2-2活塞式油缸原理圖由公式（2.1）得：D=式中：液壓缸公稱力（KN）：活塞作用面積（）由所給參數(shù)=70KN,=25MPa由公式（2.1）得：（）（）=81.2(mm)取標準值:d=80mm3.1.2液壓缸的外徑的計算本設(shè)計液壓缸采用厚壁缸體，缸體材料選用35#鋼，則應(yīng)用第四強度理論進行計算。本次設(shè)計的缸體選用35#鍛鋼，許用應(yīng)力。由公式（2.4）得：根據(jù)結(jié)構(gòu)要求取=140（mm）。3.1.3取活塞寬度3.1.43.2.1缸筒的厚度驗算對最終采用的缸筒要作三面的驗算：1、額定工作壓力Pa應(yīng)低于一頂極限值，以保證工作的安全；式中-缸筒材料的屈服強度MPa,=340MPa則：因為，所以符合要求。2.同時額定工作壓力也應(yīng)與完全塑形變形壓力有一定的比例范圍，以避免塑形變形的發(fā)生；-缸筒發(fā)生塑形變形的壓力MPa由公式（2.7）得：因為所以符合要求。3.還應(yīng)驗算缸筒的爆裂壓力式中為耐壓實驗壓力（MPa）應(yīng)遠超過耐壓實驗壓力，計算結(jié)果顯示>，故符合要求。3.2.2缸底厚度計算1、本次設(shè)計中缸底為平底有油孔；式中-為缸底無油孔時的厚度-修正系數(shù)取=20（mm）式中-所有通油孔直徑之和=33（mm）將、代入式（2.11）中得：再設(shè)計結(jié)構(gòu)要求，現(xiàn)取=35（mm）進油口管道計算頂出缸工作時的流量為=23.55L/min，取速度=2m/s代入公式（2.13）中得：取=22（mm）2、回程時流量為,回程時的進油口直徑取=30（mm）3.2.3缸體強度計算1、中段強度缸體材料選用45#鍛鋼，應(yīng)用第四強度理論進行計算；式中符號尺寸見圖2-1，2、支承臺肩處強度計算（1）支承臺肩接觸面擠壓應(yīng)力；支承臺肩的結(jié)構(gòu)見圖2-4式中：P=1000KN=170mm=140mms=2mm(倒角尺寸)（2）支承臺肩斷面：臺肩處斷面上的合成應(yīng)力為彎曲應(yīng)力與拉伸應(yīng)力之和。即式中各符號：其中：--材料的波松比系數(shù)鋼：=0.3；鑄鐵：=0.25由公式（2.18）得：由公式（2.17）得： 由公式（2.16）得：（3）缸底的強度計算按平底平板彎曲計算：式中：由公式（2.19）得：4.組合機床夾具4.1組合機床夾具概述夾具是組合機床的重要組成部件，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位，加壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時的限位等等作用的。組合機床夾具和一般家居所起的作用看起來好像很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求卻又著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。組合機床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對組合機床配置方案的選擇，有很大的影響。下面介紹一下組合機床夾具的一些主要特點：一般的機床夾具是作為機床的輔助機構(gòu)設(shè)計的，而組合機床夾具是機床的主要組成部分，其設(shè)計工作是整個組合機床設(shè)計的重要部分之一。組合機床夾具和機床其他部件有極其密切的聯(lián)系：如回轉(zhuǎn)或移動工作臺，回轉(zhuǎn)鼓輪，主軸箱，刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支撐部件等等。正確地解決它們之間的關(guān)系，是保證組合機床的工作可靠和使用性能良好的重要條件之一。而且夾具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來確定。如在液壓驅(qū)動的立式回轉(zhuǎn)工作臺機床上的夾具，其夾壓系統(tǒng)就可以采用液壓作為動力；而在臥式鼓輪機床上的夾具，則多采用電氣-機械夾緊的方法。由于組合機床廠常常是多刀、多面和多工序同時加工，會產(chǎn)生很大的切削力和振動。因此組合機床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個加工過程中工件不產(chǎn)生任何位移。同時，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。組合機床夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關(guān)鍵部件，其設(shè)計、制造和調(diào)整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保持精度。組合機床夾具應(yīng)便于實現(xiàn)定位和夾壓的自動化，并有動作完成的檢查信號；保證切屑從加工空間自動排除；便于觀察和檢查，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調(diào)整。此外，不要把組合機床夾具和一般的組合夾具混淆起來。組合夾具是在萬能機床上為了完成某道工序的加工，用一些標準的和通用的原件組裝成的定位夾壓裝置。用完后，可用這些元件重新組裝成新的夾壓裝置。而組合機床夾具則是以部分的通用元件加上專用件組成的專用夾具，它不便于改裝。按結(jié)構(gòu)特點，組合機床夾具分為單工位和多工位夾具兩大類。單工位夾具是指工件在一個工位上完成加工工序的機床夾具。按被加工零件的結(jié)構(gòu)和加工要求，單工位夾具有固定的，帶滾道或浮動滾道的，帶水盆和小車（或拖板）等形式。多工位組合機床夾具是指工件需要在幾個工位上順序或平行-順序加工的機床夾具。按移位方法它又分為：固定式多位夾具、回轉(zhuǎn)夾具、移動工作臺夾具、回轉(zhuǎn)工作臺夾具和回轉(zhuǎn)鼓輪夾具等。4.2組合機床夾具設(shè)計程序組合機床夾具是組合機床的組成部件，其設(shè)計應(yīng)按如下的程序進行：認真研究分析所要設(shè)計夾具的原始數(shù)據(jù)要求因為在擬定組合機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案時，對夾具的結(jié)構(gòu)型式和主要性能已提出了原則要求。在具體開展夾具設(shè)計時，必須認真分析這些要求并研究影響夾具設(shè)計的所有因素，也就是被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、工藝安排和加工方法、機床特點、刀具及其導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)特點和要求等。此外，還必須考慮裝卸的方式、夾壓方法、有無冷卻液以及切屑排除等具體要求。擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案和進行必要的計算根據(jù)機床總體設(shè)計中確定的工件定位基面、夾壓位置、加工方法和刀具導(dǎo)向方式等，制定夾具的總體方案。為此，首先繪制工件的外形，并有必要的投影，其主要投影應(yīng)和工件在機床上的加工位置一致。然后再工件四周的相應(yīng)位置上簡單表示出夾具的結(jié)構(gòu)。這時只需要畫出工件的定位元件，夾壓機構(gòu)的位置，刀具導(dǎo)向的安排，以及它們相互間的聯(lián)系。最后進行夾壓力計算和必要的夾具元件的強度計算。為了提高質(zhì)量和縮短設(shè)計制造周期，在擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案時，應(yīng)當(dāng)盡量采用通用的部件和零件。組合機床夾具的總圖和零件設(shè)計在已確定的夾具結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，設(shè)計生產(chǎn)用的夾具總圖和零件圖。通常是用紅色線條（或細線）先畫出工件外形，然后按順序繪制定位和限位元件，夾緊機構(gòu)，刀具導(dǎo)向，支架和夾具體，以及潤滑、冷卻、排屑、操縱（如按鈕臺，起吊元件等）等部位和結(jié)構(gòu)。組合機床夾具的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，其總圖必須有足夠的投影和剖視，尺寸標注齊全和合理，并嚴格按比例繪制。還要注有必要的裝配和檢查的技術(shù)要求。最后，進行夾具的零件設(shè)計和校對等工作。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計就要結(jié)束了，回顧本次設(shè)計過程可圈可點。本次設(shè)計課題是汽車后橋兩側(cè)面鉆孔設(shè)計。經(jīng)過幾個月的設(shè)計摸索,對機床的設(shè)計思路為之展開，為以后的設(shè)計之路鋪下了厚重的基石。剛接到這個課題的時候，一頭霧水，對涉及的知識所知甚少，尤其是對機床真實加工的模擬。是許老師的耐心，幫我打開了設(shè)計的初步思路。在本次設(shè)計中，我在不斷豐富課本知識的同時，也同時提高了自己的繪圖能力，這對即將參加工作的我來說收益匪淺。鑒于個人能力有限，以及時間的限制，所以本設(shè)計肯定存在不足之處。請指導(dǎo)老師給予批評指正。感謝畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)進入尾聲了,四年的大學(xué)生活也即將劃上句號?；厥姿哪辏锌鞓芬灿衅D辛，有收獲也有失落。感謝家人給予的最細微的支持……我知道對于父母是不能用感謝，更多的應(yīng)該是愧疚。的確，每每想到我遠在家鄉(xiāng)的父母，眼底總是涌動出愧疚的淚水，他們給了我生命、思想和全部的愛，在我近二十年的讀書生涯中，他們用自己微薄的力量保護著我，用自己辛勤的勞動支持著我，我無以為報，只能讓自己在今后的道路上踏實向上，走好每一步。許堅，我的指導(dǎo)老師；感謝許堅老師的耐心的講解和悉心指導(dǎo)，在此向許老師表示最誠摯的謝意。這個設(shè)計很多地方不是一下子就能懂的。有時候感覺自己好像個白癡，如果沒有許老師不厭其煩的，一遍一遍的闡述與講解；想想，自己能順利完成學(xué)業(yè)都是問題。從他的身上我學(xué)到的不僅僅是知識，更多的是做人。許老師嚴謹治學(xué)，為人謙遜，在論文的寫作過程中，許老師沒有給我任何壓力，讓我擁有了很大的發(fā)揮空間。在這里，我再一次的感謝給予我諸多幫助的老師和同學(xué)們！真的，謝謝你們！參考文獻［1］孫志禮.機械設(shè)計.東北大學(xué)出版社,2000［2］張祖力.機械設(shè)計課程設(shè)計.東北大學(xué)出版社,2003［3］劉鴻文.材料力學(xué).高等教育出版社,2002［4］哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組.理論力學(xué).高等教育出版社,2002［5］申永勝.機械原理教程.清華大學(xué)出版社,2003［6］大連理工大學(xué)工程畫教研室編.機械制圖.高等教育出版社,2001［7］張佩勤.機床設(shè)計指導(dǎo).遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1991［8］中國科技論文統(tǒng)計期刊.機械設(shè)計與制造.中文核心期刊,2005［9］王超.機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社,1992[10]大連組合機床研究所編.組合機床設(shè)計.機械工業(yè)出版社,1975附錄A英文資料SimulationModelingandAnalysisThenatureofsimulationThisisapaperabouttechniquesforusingcomputerstoimitate,orsimulate,theoperationsofvariouskindsofreal-worldfacilitiesorprocesses.Thefacilityorprocessofinterestisusuallycalledasystem,andinordertostudyitscientificallyweoftenhavetomakeasetofassumptionsabouthowitworks.Theseassumptions,whichusuallytaketheformofmathematicalorlogicalrelationships,constituteamodelthatisusedtotrytogainsomeunderstandingofhowthecorrespondingsystembehaves.Iftherelationshipsthatcomposethemodelaresimpleenough,itmaybepossibletousemathematicalmethods(suchasalgebra,calculus,orprobabilitytheory)toobtainexactinformationonquestionsofinterest;thisiscalledananalyticsolution.However,mostreal-worldsystemsaretoocomplextoallowrealisticmodelstobeevaluatedanalytically,andthesemodelsmustbestudiedbymeansofsimulation.Inasimulationweuseacomputertoevaluateamodelnumerically,anddataaregatheredinordertoestimatethedesiredtruecharacteristicsofthemodel.Asanexampleoftheuseofsimulation,consideramanufacturingcompanythatiscontemplatingbuildingalargeextensionontooneofitsplantsbutisnotsureifthepotentialgaininproductivitywouldjustifytheconstructioncost.Itcertainlywouldnotbecost-effectivetobuildtheextensionandthenremoveitlaterifitdoesnotworkout.However,acarefulsimulationstudycouldshedsomelightonthequestionbysimulatingtheoperationoftheplantasitcurrentlyexistsandasitwouldbeiftheplantwereexpanded.Applicationareasforsimulationarenumerousanddiverse.Belowisalistofsomepayofproblemsforwhichsimulationhasbeenfoundtobeausefulandpowerfultool:DesigningandanalyzingmanufacturingsystemsEvaluatingmilitaryweaponssystemsortheirlogisticsrequirementsDetermininghardwarerequirementsorprotocolsforcommunicationsnetworksDetermininghardwareandsoftwarerequirementsforacomputersystemDesigningandoperatingtransportationsystemssuchasairports,freeways,ports,andsubwayshospitals,andpostofficesReengineeringofbusinessprocessesDeterminingorderingpoliciesforaninventoryAnalyzingfinancialoreconomicsystemsSimulationisoneofthemostwidelyusedoperationsresearchandmanagement-sciencetechniques,ifnotthemostwidelyused.OneindicationofthisistheWinterSimulationConference,whichattracts600to700peopleeveryyear.Inaddition,thereareseveralsimulationvendorusers'conferenceswithmorethan100participantsperyear.Therearealsoseveralsurveysrelatedtotheuseofoperationsresearchtechniques.Forexample,Lane,Mansour,andHarpell(1993)reportedfromalongitudinalstudy,spanning1973through1988,thatsimulationwasconsistentlyrankedasoneofthethreemostimportant"operations-researchtechniques."Theothertwowere"mathprogramming"(acatch-alltermthatincludesmanyindividualtechniquessuchaslinearprogramming,nonlinearprogramming,etc.)and"statistics"(whichisnotanoperations-researchtechniqueperse).Gupta(1997)analyzed1294papersfromthejournalInterfaces(oneoftheleadingjournalsdealingwithapplicationsofoperationsresearch)from1970through1992,andfoundthatsimulationwassecondonlyto"mathprogramming"among13techniquesconsidered.Therehavebeen,however,severalimpedimentstoevenwideracceptanceandusefulnessofsimulation.First,modelsusedtostudylarge-scalesystemstendtobeverycomplex,andwritingcomputerprogramstoexecutethemcanbeanarduoustaskindeed.Thistaskhasbeenmademucheasierinrecentyearsbythedevelopmentofexcellentsoftwareproductsthatautomaticallyprovidemanyofthefeaturesneededto"program"asimulationmodel.Asecondproblemwithsimulationofcomplexsystemsisthatalargeamountofcomputertimeissometimesrequired.However,thisdifficultyisbecomingmuchlesssevereascomputersbecomefasterandcheaper.Finally,thereappearstobeanunfortunateimpressionthatsimulationisjustanexerciseincomputerprogramming,albeitacomplicatedone.Consequently,manysimulation"studies"havebeencomposedofheuristicmodelbuilding,coding,andasinglerunoftheprogramtoobtain"theanswer."Wefearthatthisattitude,whichneglectstheimportantissueofhowaproperlycodedmodelshouldbeusedtomakeinferencesaboutthesystemofinterest,hasdoubtlessledtoerroneousconclusionsbeingdrawnfrommanysimulationstudies.Systems,models,andsimulationAsystemisdefinedtobeacollectionofentities,e.g.peopleormachinesthatactandinteracttogethertowardtheaccomplishmentofsomelogicalend.Inpractice,whatismeantby"thesystem"dependsontheobjectivesofaparticularstudy.Thecollectionofentitiesthatcompriseasystemforonestudymightbeonlyasubsetoftheoverallsystemforanother.Forexample,ifonewantstostudyabanktodeterminethenumberoftellersneededtoprovideadequateserviceforcustomerswhowantjusttocashacheckormakeasavingsdeposit,thesystemcanbedefinedtobethatportionofthebankconsistingofthetellersandthecustomerswaitinginlineorbeingserved.If,ontheotherhand,theloanofficerandthesafetydepositboxesaretobeincluded,thedefinitionofthesystemmustbeexpandedinanobviousway.Wedefinethestateofasystemtobethatcollectionofvariablesnecessarytodescribeasystemataparticulartime,relativetotheobjectivesofastudy.Inastudyofabank,examplesofpossiblestatevariablesarethenumberofbusytellers,thenumberofcustomersinthebank,andthetimeofarrivalofeachcustomerinthebank.Wecategorizesystemstobeoftwotypes,discreteandcontinuous.Adiscretesystemisoneforwhichthestatevariableschangeinstantaneouslyatseparatedpointsintime.Abankisanexampleofadiscretesystem,sincestatevariables--e.g.thenumberofcustomersinthebank–changeonlywhenacustomerarrivesorwhenacustomerfinishesbeingservedanddeparts.Acontinuoussystemisoneforwhichthestatevariableschangecontinuouslywithrespecttotime.Anairplanemovingthroughtheairisanexampleofacontinuoussystem,sincestatevariablessuchaspositionandvelocitycanchangecontinuouslywithrespecttotime.Fewsystemsinpracticearewhollydiscreteorwhollycontinuous;butsinceonetypeofchangepredominatesformostsystems,itwillusuallybepossibletoclassifyasystemasbeingeitherdiscreteorcontinuous.Atsomepointsinthelivesofmostsystems,thereisaneedtostudythemtotrytogainsomeinsightintotherelationshipsamongvariouscomponents,ortopredictperformanceundersomenewconditions.ExperimentwiththeActualSystemvs.ExperimentwithaModeloftheSystem.Ifitispossible(andcost-effective)toalterthesystemphysicallyandthenletitoperateunderthenewconditions,itisprobablydesirabletodoso,forinthiscasethereisnoquestionaboutwhetherwhatwestudyisvalid.However,itisrarelyfeasibletodothis,becausesuchanexperimentwouldoftenbetoocostlyortoodisruptivetothesystem.Forexample,abankmaybecontemplatingreducingthenumberoftellerstodecreasecosts,butactuallytryingthiscouldleadtolongcustomerdelaysandalienation.Moregraphically,the"system"mightnotevenexist,butweneverthelesswanttostudyitinitsvariousproposedalternativeconfigurationstoseehowitshouldbebuiltinthefirstplace;examplesofthissituationmightbeaproposedcommunicationsnetwork,orastrategicnuclearweaponssystem.Forthesereasons,itisusuallynecessarytobuildamodelasarepresentationofthesystemandstudyitasasurrogatefortheactualsystem.Whenusingamodel,thereisalwaysthequestionofwhetheritaccuratelyreflectsthesystemforthepurposesofthedecisionstobemade.PhysicalModelvs.MathematicalModel.Tomostpeople,theword"model"evokesimagesofclaycarsinwindtunnels,cockpitsdisconnectedfromtheirairplanestobeusedinpilottraining,orminiaturesupertankersscurryingaboutinaswimmingpool.Theseareexamplesofphysicalmodels(alsocallediconicmodels),andarenottypicalofthekindsofmodelsthatareusuallyofinterestinoperationsresearchandsystemsanalysis.Occasionally,however,ithasbeenfoundusefultobuildphysicalmodelstostudyengineeringormanagementsystems;examplesincludetabletopscalemodelsofmaterial-handlingsystems,andinatleastonecaseafull-scalephysicalmodelofafast-foodrestaurantinsideawarehouse,completewithfull-scale,real(andpresumablyhungry)humans.Butthevastmajorityofmodelsbuiltforsuchpurposesaremathematical,representingasystemintermsoflogicalandquantitativerelationshipsthatarethenmanipulatedandchangedtoseehowthemodelreacts,andthushowthesystemwouldreact--ifthemathematicalmodelisavalidone.Perhapsthesimplestexampleofamathematicalmodelisthefamiliarrelationd=rt,whereristherateoftravel,tisthetimespenttraveling,anddisthedistancetraveled.Thismightprovideavalidmodelinoneinstance(e.g.aspaceprobetoanotherplanetafterithasattaineditsflightvelocity)butaverypoormodelforotherpurposes(e.g.rush-hourcommutingoncongestedurbanfreeways).AnalyticalSolutionvs.Simulation.Oncewehavebuiltamathematicalmodel,itmustthenbeexaminedtoseehowitcanbeusedtoanswerthequestionsofinterestaboutthesystemitissupposedtorepresent.Ifthemodelissimpleenough,itmaybepossibletoworkwithitsrelationshipsandquantitiestogetanexact,analyticalsolution.Inthed=rtexample,ifweknowthedistancetobetraveledandthevelocity,thenwecanworkwiththemodeltogett=d/rasthetimethatwillberequired.Thisisaverysimple,closed-formsolutionobtainablewithjustpaperandpencil,butsomeanalyticalsolutionscanbecomeextraordinarilycomplex,requiringvastcomputingresources;invertingalargenonsparsematrixisawell-knownexampleofasituationinwhichthereisananalyticalformulaknowninprinciple,butobtainingitnumericallyinagiveninstanceisfarfromtrivial.Ifananalyticalsolutiontoamathematicalmodelisavailableandiscomputationallyefficient,itisusuallydesirabletostudythemodelinthiswayratherthanviaasimulation.However,manysystemsarehighlycomplex,sothatvalidmathematicalmodelsofthemarethemselvescomplex,precludinganypossibilityofananalyticalsolution.Inthiscase,themodelmustbestudiedbymeansofsimulation,i.e.numericallyexercisingthemodelfortheinputsinquestiontoseehowtheyaffecttheoutputmeasuresofperformance.Whiletheremaybeasmalldementoftrothtopejorativeoldsawssuchas"methodoflastresort"sometimesusedtodescribesimulation,thefactisthatweareveryquicklyledtosimulationinmostsituations,duetothesheercomplexityofthesystemsofinterestandofthemodelsnecessarytorepresenttheminavalidway.Given,then,thatwehaveamathematicalmodeltobestudiedbymeansofsimulation(henceforthreferredtoasasimulationmodel),wemustthenlookforparticulartoolstodothis.Itisusefulforthispurposetoclassifysimulationmodelsalongthreedifferentdimensions:Staticvs.DynamicSimulationModels.Astaticsimulationmodelisarepresentationofasystemataparticulartime,oronethatmaybeusedtorepresentasysteminwhichtimesimplyplaysnorole;examplesofstaticsimulationsareMonteCarlomodels.Ontheotherhand,adynamicsimulationmodelrepresentsasystemasitevolvesovertime,suchasaconveyorsysteminafactory.Deterministicvs.StochasticSimulationModels.Ifasimulationmodeldoesnotcontainanyprobabilistic(i.e.random)components,itiscalleddeterministic;acomplicated(andanalyticallyintractable)systemofdifferentialequationsdescribingachemicalreactionmightbesuchamodel.Indeterministicmodels,theoutputis"determined"oncethesetofinputquantitiesandrelationshipsinthemodelhavebeenspecified;eventhoughitmighttakealotofcomputertimetoevaluatewhatitis.Manysystems,however,mustbemodeledashavingatleastsomerandominputcomponents,andthesegiverisetostochasticsimulationmodels.Mostqueuingandinventorysystemsaremodeledstochastically.Stochasticsimulationmodelsproduceoutputthatisitselfrandom,andmustthereforebetreatedasonlyanestimateofthetruecharacteristicsofthemodel;thisisoneofthemaindisadvantagesofsimulation.Continuousvs.DiscreteSimulationModels.Looselyspeaking,wedefinediscreteandcontinuoussimulationmodelsanalogouslytothewaydiscreteandcontinuoussystemsweredefinedabove.Itshouldbementionedthatadiscretemodelisnotalwaysusedtomodeladiscretesystem,andviceversa.Thedecisionwhethertouseadiscreteoracontinuousmodelforaparticularsystemdependsonthespecificobjectivesofthestudy.Forexample,amodeloftrafficflowonafreewaywouldbediscreteifthecharacteristicsandmovementofindividualcarsareimportant.Alternatively,ifthecarscanbetreated"intheaggregate,"theflowoftrafficcanbedescribedbydifferentialequationsinacontinuousmodel.Advantages,disadvantages,andpitfallsofsimulationWeconcludebylistingsomegoodandbadcharacteristicsofsimulation(asopposedtoothermethodsofstudyingsystems),andbynotingsomecommonmistakesmadeinsimulationstudiesthatcanimpairorevenruinasimulationproject.Simulationisawidelyusedandincreasinglypopularmethodforstudyingcomplexsystems.Somepossibleadvantagesofsimulationthatmayaccountforitswidespreadappealarethefollowing:Mostcomplex,real-worldsystemswithstochasticelementscannotbeaccuratelydescribedbyamathematicalmodelthatcanbeevaluatedanalytically.Thus,asimulationisoftentheonlytypeofinvestigationpossible.Simulationallowsonetoestimatetheprojectedsetofoperatingconditions.Altern