外圓無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要……………………………………………………………………… 1</p><p>　　ABSTRACT…………………………………………………………………… 2</p><p>　　0 引言……………………………………………………………………… 3</p>

2、<p>　　1 綜述……………………………………………………………………… 4</p><p>　　1．1 無心磨削的基本概念………………………………………………… 4</p><p>　　1．1．1 無心磨削的基本原理…………………………………………… 4</p><p>　　1．1．2 導(dǎo)輪修整的角度設(shè)置……………………………………………

3、6</p><p>　　1．2 無心磨削的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)…………………………… 7</p><p>　　1．2．1 無心磨削的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………… 7</p><p>　　1．2．2 無心磨削的發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………… 10</p><p>　　2 方案論證 ……………………………………

4、………………………… 11</p><p>　　2．1 調(diào)速方法的選擇 …………………………………………………… 11</p><p>　　2．2 傳動(dòng)方案…………………………………………………………… 12</p><p>　　2．2．1 傳動(dòng)方案比較…………………………………………………… 12</p><p>　　2．2．2 方

5、案確定………………………………………………………… 14</p><p>　　3 導(dǎo)輪架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 14</p><p>　　3．1 電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………… 14</p><p>　　3．1．2 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算………………………………………… 15</p><

6、p>　　3．2 電磁轉(zhuǎn)差離合器…………………………………………………… 15</p><p>　　3．3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………… 17</p><p>　　3．4 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………… 19</p><p>　　3．5 軸的校核計(jì)算……………………………………………………… 25<

7、/p><p>　　3．5．1 蝸桿軸的校核計(jì)算……………………………………………… 25</p><p>　　3．5．2 窩輪軸的校核計(jì)………………………………………………… 27</p><p>　　3．6 軸承的選擇………………………………………………………… 28</p><p>　　4 導(dǎo)輪架修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………

8、……………… 30</p><p>　　4．1 修整器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………… 30</p><p>　　4．1．1 X向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定…………………………………………… 31</p><p>　　4．1．2 Y向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定…………………………………………… 32</p><p>　　4．2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)

9、計(jì)………………………………………………… 33</p><p>　　4．3 修整器導(dǎo)軌設(shè)計(jì)…………………………………………………… 34</p><p>　　4．4 金剛石筆…………………………………………………………… 38</p><p>　　結(jié)論 ……………………………………………………………………… 39</p><p>　　

10、參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………… 40</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………… 41</p><p>　　譯文 ……………………………………………………………………… 42</p><p>　　原文說明 ………………………………………………………………… 57</p><

11、;p><b>　　摘 要</b></p><p>　　無心磨削是工件不定回轉(zhuǎn)中心的磨削。工件支撐在導(dǎo)輪和托板上、導(dǎo)輪軸線在垂直平面內(nèi)與砂輪軸線傾斜一小角度。磨削時(shí)，砂輪回轉(zhuǎn)和砂輪架橫向進(jìn)給，導(dǎo)輪回轉(zhuǎn)除帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)外，同時(shí)使工件自動(dòng)軸向進(jìn)給。無心磨削技術(shù)相較于其他磨削方法，具有生產(chǎn)效率高，支撐剛度好等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)在充分了解無心磨削原理的基礎(chǔ)上，通過總結(jié)前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行無心磨床導(dǎo)

12、輪架及修整器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　導(dǎo)輪架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要對(duì)導(dǎo)輪的傳動(dòng)系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。為了獲得導(dǎo)輪的相應(yīng)轉(zhuǎn)速，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核計(jì)算，包括電動(dòng)機(jī)的選型，V形帶和蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)。此外，對(duì)主軸進(jìn)行了相應(yīng)的強(qiáng)度與剛度校核，以確保設(shè)計(jì)的合理性。</p><p>　　修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，金剛石筆由導(dǎo)軌來帶動(dòng)，所以從導(dǎo)軌及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過對(duì)X、Y兩個(gè)方向的導(dǎo)

13、軌副及傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，以滿足使用要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：無心磨削，導(dǎo)輪架，修整器，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，校核</p><p>　　Structure Design of Regulating Wheel Frame and Its Dresser For Centerless Grinding Machine</p><p><b>　　ABSTRACT&

14、lt;/b></p><p>　　Centerless grinding fixed center of rotation of the workpiece for grinding. Supported on the regulating wheel and the workpiece on the pallet, the regulating wheel axis in the vertical pla

15、ne of the grinding wheel axis tilted at a small angle. Grinding, grinding wheel and the wheel frame cross feed, lead to the reincarnation addition to driving workpiece swing outside, while the workpiece is automatically

16、axial feed. Centerless grinding grinding technology compared to other methods, with high pro</p><p>　　In the design of Regulating wheel frame structure, we mainly design and analysis the guide wheel drive sy

17、stem and the structural. In order to obtain the corresponding guide wheel speed, the drive system for the design and check calculations, including the selection of the motor, V-belts and worm gear design. In addition, th

18、e spindle corresponding strength and stiffness checked to ensure that the design is reasonable.</p><p>　　In the design of Dresser structural , the rail drive the diamond pen. so we design both rail and drive

19、 mechanism. Through the X, Y two directions guideways and drive solutions designed to meet the requirements.</p><p>　　Keywords： centerless grinding, regulating wheel frame, dresser, structural design, check

20、 </p><p>　　無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　0 引言</b></p><p>　　金屬切削機(jī)床的加工方式和使用范圍非常廣泛，生產(chǎn)的品種恨多，是機(jī)械制造工業(yè)中的主要技術(shù)裝備。在一般的機(jī)械制造廠中，金屬切削機(jī)床約占生產(chǎn)設(shè)備的60%以上。</p><p>　　磨床是金屬切削機(jī)床的

21、一種。在磨床上加工的機(jī)械零件，可以獲得較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，并且可以加工車床、銑床、鉆床、插床等難以加工的淬硬零件。</p><p>　　在所有的磨床中，外圓磨床是應(yīng)用得罪廣泛的一類機(jī)床，工件采用無心夾持，一般支承在導(dǎo)輪和托架之間，由導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行磨削的磨床。它一般是由基礎(chǔ)部分的鑄鐵床身，工作臺(tái)，支承并帶動(dòng)工件選轉(zhuǎn)的頭架、尾座、安裝磨削砂輪的砂輪架，控制磨削工件尺寸的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)

22、部件動(dòng)作的電器和液壓裝置等主要部件組成。外圓磨床一般可分為普通外圓磨床、萬能外圓磨床、寬砂輪外圓磨床、端面外圓磨床、多砂輪外圓磨床、多片砂輪外圓磨床、切入式外圓磨床和專用外圓磨床。</p><p>　　外圓磨床的主要用途是進(jìn)行工件的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)體表面及端面的磨削工作。</p><p><b>　　1 綜述</b></p><p>　　1.1 無心磨

23、削的基本概念</p><p>　　1.1.1 無心磨削的基本原理</p><p>　　無心磨削是工件不定回轉(zhuǎn)中心的磨削。有無心外圓磨削和無心內(nèi)圓磨削?？赡ハ鲌A柱表面和圓錐表面、回轉(zhuǎn)體工件內(nèi)外表面。工件支撐在導(dǎo)輪和托板上、導(dǎo)輪軸線在垂直平面內(nèi)與砂輪軸線傾斜一小角度。磨削時(shí)，砂輪回轉(zhuǎn)和砂輪架橫向進(jìn)給，導(dǎo)輪回轉(zhuǎn)除帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)外，同時(shí)使工件自動(dòng)軸向進(jìn)給（見圖1.1）。工件借助于與其托板的摩擦實(shí)現(xiàn)減

24、振。</p><p>　　圖1.1 無心磨削工作原理</p><p>　　無心磨削大體上有4種進(jìn)給磨削方式：切線進(jìn)給磨削（又稱縱向貫穿磨削，工件由砂輪與導(dǎo)輪切線方向通過）、切入進(jìn)給磨削（又稱切入磨削，對(duì)帶臺(tái)階或錐度等零件進(jìn)行磨削，工件可用擋銷定位支撐，由砂輪和導(dǎo)輪進(jìn)給切入）、斷面進(jìn)給磨削（帶臺(tái)階零件沿其軸向前進(jìn)及后退）和通過進(jìn)給磨削（又稱貫通進(jìn)給磨削工件沿其軸向自動(dòng)進(jìn)給），如圖1.2所示。

25、</p><p>　　圖1.2 無心磨削4種方法</p><p>　　a)通過進(jìn)給b）切入進(jìn)給c）切線進(jìn)給d)端面進(jìn)給</p><p>　　1—砂輪2—工件3—導(dǎo)輪4—導(dǎo)向板（送料板）5—擋板</p><p>　　圖1.3 砂輪、導(dǎo)輪和托板的相對(duì)位置示意圖</p><p>　　在圖1.3中，W表示工

26、件，G表示砂輪，C表示導(dǎo)輪，B表示托板。砂輪的作用是磨削工件，因而又稱磨削輪（或磨輪），它和工件的接觸點(diǎn)1叫做磨削點(diǎn)。導(dǎo)輪的作用是引導(dǎo)和控制工件的運(yùn)動(dòng)，它和工件的接觸點(diǎn)2叫做控制點(diǎn)。托板是用來支承工件的，它和工件的接觸點(diǎn)3叫做支承點(diǎn)。另外，導(dǎo)輪和托板聯(lián)合起來，可對(duì)工件進(jìn)行定位，因此2、3兩點(diǎn)又叫做定位點(diǎn)。</p><p>　　正常工作時(shí)，磨輪和導(dǎo)輪同向旋轉(zhuǎn)，他們的速度分別為和；工件的轉(zhuǎn)速為，其轉(zhuǎn)向和砂輪相反。通常

27、，為使工件以進(jìn)給量做軸向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)輪軸線應(yīng)相對(duì)砂輪軸線傾斜一個(gè)角度，被稱為導(dǎo)輪傾角。以保證工件和導(dǎo)輪線接觸。一般認(rèn)為，工件運(yùn)動(dòng)完全取決于導(dǎo)輪。嚴(yán)格說，這種觀點(diǎn)是不全面的。從整個(gè)磨削過程來看，若磨削短小工件，則工件的線速度和導(dǎo)輪的線速度都沿導(dǎo)輪軸線變化，但二者的變化規(guī)律完全不同。這至少說明工件的運(yùn)動(dòng)不僅僅取決于導(dǎo)輪。理論和實(shí)踐一致表明，工件的運(yùn)動(dòng)不僅和砂輪、導(dǎo)輪、托板的材料以及砂輪運(yùn)、導(dǎo)輪運(yùn)動(dòng)、磨削余量有關(guān)，而且還受到無心磨削幾何布局的影響

28、。因此，工件的運(yùn)動(dòng)是砂輪，導(dǎo)輪和托板的聯(lián)合作用的結(jié)果。</p><p>　　1.1.2 導(dǎo)輪修整的角度設(shè)置</p><p>　　導(dǎo)輪在無心磨削中有兩個(gè)作用，一是工件磨削時(shí)的定位基面，與托板工作面成“V”形定位裝置；二是導(dǎo)輪與砂輪一起使工件獲得均勻的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與軸向運(yùn)動(dòng)。常用導(dǎo)輪曲面為單葉回轉(zhuǎn)雙曲面。</p><p>　　常用導(dǎo)輪曲面為單葉回轉(zhuǎn)雙曲面。導(dǎo)輪的修整器的作用

29、，是把導(dǎo)輪的外形修整成內(nèi)凹的形狀，因?yàn)閷?dǎo)輪是圓柱體，如果還修成圓柱的，那么導(dǎo)輪在調(diào)整磨削角度的時(shí)候，導(dǎo)輪和砂輪的接觸點(diǎn)只有在一個(gè)點(diǎn)上。</p><p>　　如果不調(diào)整磨削角度，那么不能形成螺旋線，工件在通磨的時(shí)候不能往前移動(dòng)，只用于停止磨削。</p><p>　　磨削角度的作用：導(dǎo)輪修整后形成的內(nèi)凹和兩邊凸，如果兩邊凸的地方跟工件接觸，那么只能兩邊磨削到，砂輪的中間接觸不到工件。</

30、p><p>　　砂輪和刀片的面是在水平位置不變的，無心磨大多都是通過調(diào)整的傾斜角度和水平角度來或者和砂輪的接觸面，這個(gè)接觸面就是磨削區(qū)域同時(shí)在調(diào)整的時(shí)候產(chǎn)生了螺旋線，給了工件往前的力。如圖1.4所示。</p><p>　　圖1.4 導(dǎo)輪修整角度示意圖</p><p>　　1.2 無心磨削的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　1.2.1

31、無心磨削的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　在無心磨削的整個(gè)理論研究過程中，主要涉及到以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：成圓過程，運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析。</p><p>　　(1)無心磨削成圓過程的研究情況</p><p>　　無心磨削中工件磨削表面如何被磨圓，是國(guó)內(nèi)外專家和學(xué)者們感興趣的問題。早在20世紀(jì)30年代就有這方面的論文發(fā)表，目前，國(guó)內(nèi)外仍有許多單位和個(gè)人在研究它。<

32、;/p><p>　　研究無心磨削成圓理論比較成熟的國(guó)家有俄羅斯、日本、英國(guó)、德國(guó)和中國(guó)等。在符·波·費(fèi)里金引入傅里葉級(jí)數(shù)的分析方法后，人們對(duì)無心磨削成圓效應(yīng)有了新的認(rèn)識(shí)，從而極大地推動(dòng)了這一問題的研究。此后，各國(guó)許多學(xué)者都采用了類似的方法對(duì)成圓效應(yīng)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和解釋，得出了許多有用的結(jié)論。</p><p>　　迄今為止，無心磨削成圓的研究可以歸納為三個(gè)方面：幾何成圓理論、靜

33、態(tài)成圓理論和動(dòng)態(tài)成圓理論。幾何成圓理論的本質(zhì)在于導(dǎo)輪、砂輪、托板和工件之間的相對(duì)幾何關(guān)系決定了無心磨削的成圓過程。這種理論忽略了系統(tǒng)的振動(dòng)、變形和磨削機(jī)制，僅考慮幾何關(guān)系，因而稱之為幾何成圓理論。靜態(tài)成圓理論比幾何成圓理論稍有發(fā)展。這種理論之所以稱為靜態(tài)成圓理論，是因?yàn)樗丝紤]幾何關(guān)系外，還引進(jìn)了系統(tǒng)靜剛度因素。動(dòng)態(tài)成圓理論是比較完善的無心磨削成圓理論。這種理論不僅考慮了幾何因素，而且還考慮了磨削系統(tǒng)的振動(dòng)參數(shù)(靜剛度K，阻尼C和質(zhì)量

34、m)以及具有反饋特性的磨削機(jī)制。動(dòng)態(tài)成圓理論又叫做無心磨削動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性理論。</p><p>　　日本學(xué)者對(duì)有局部缺口的工件進(jìn)行無心磨削研究，對(duì)頻譜圖法的發(fā)展有十分重要的意義，但沒有建立諧波分布函數(shù)，不能有針對(duì)性地控制顯著(較大)諧波和諧波分布狀態(tài)。</p><p>　　20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了無心磨削準(zhǔn)動(dòng)力學(xué)成圓理論，該理論有機(jī)地統(tǒng)一了幾何成圓和動(dòng)態(tài)成圓兩大理論，并具備了兩種理論的

35、優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　近半個(gè)世紀(jì)的無心磨削理論和實(shí)踐研究表明。工件表面圓度誤差生成主要依賴于系統(tǒng)振動(dòng)、工件轉(zhuǎn)速與幾何布局。為了從本質(zhì)上描述無心磨削成圓機(jī)理，A.Y.Chien提出了諧波的頻譜圖法，研究系統(tǒng)對(duì)諸次諧波的頻率響應(yīng)問題。日本學(xué)者對(duì)有局部缺口的工件進(jìn)行無心磨削研究，對(duì)頻譜圖法的發(fā)展有十分重要的意義，但沒有建立諧波分布函數(shù)，不能有針對(duì)性地控制顯著(較大)諧波和諧波分布狀態(tài)。所以建立無心磨削準(zhǔn)動(dòng)力學(xué)成圓

36、理論，研究工件表面諧波分布狀態(tài)與系統(tǒng)振動(dòng)、工件轉(zhuǎn)速及幾何布局之間的內(nèi)在規(guī)律性，以實(shí)現(xiàn)諧波的合理控制，并進(jìn)一步發(fā)展頻譜圖法。準(zhǔn)動(dòng)力學(xué)諧波生成機(jī)理較有效地描述了工件表面的諧波生成規(guī)律。</p><p>　　目前，對(duì)影響工件圓度誤差的各種因素的研究，尤其是磨削區(qū)幾何形狀的研究比以前有了新的發(fā)展。具體表現(xiàn)在除對(duì)工件圓度誤差進(jìn)行支承誤差復(fù)映外，還根據(jù)工件圓度誤差的“杠桿假設(shè)”，做進(jìn)一步的矢量分析，從而得到無心磨削幾何區(qū)域穩(wěn)

37、定圖。</p><p>　　近年來，國(guó)內(nèi)外除了從穩(wěn)態(tài)磨削方面研究外，還從動(dòng)態(tài)磨削方面對(duì)工件圓度誤差的影響進(jìn)行了一定的單項(xiàng)試驗(yàn)與理論研究，并取得了很大的發(fā)展。他們主要分析了工藝系統(tǒng)在受迫振動(dòng)條件下對(duì)工件圓度誤差的影響，但是忽略了顫振的影響。</p><p>　　(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析</p><p>　　從20世紀(jì)50年代斯姆尼洛斯基、60年代米津榮、70年代王玉昆

38、到80年代錢安宇和90年代夏新濤，他們對(duì)無心磨削過程中，工件的運(yùn)動(dòng)和受力狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)和分析，使得對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)和受力狀態(tài)的研究逐漸成熟并區(qū)域完善。這些研究不僅具有理論價(jià)值，而且可以解釋生產(chǎn)中的現(xiàn)象，受到人們極大的關(guān)注。</p><p>　　以上述專家的成果為依據(jù)，本文通過建立新的數(shù)學(xué)模型，通過新的研究方法，更加全面、有效、方便的分析了無心磨削過程中幾何參數(shù)，動(dòng)態(tài)參數(shù)對(duì)工件圓度誤差的影響。</p>

39、<p>　　除了以上兩種研究外，導(dǎo)輪修整、無心磨削表面質(zhì)量等也是人們關(guān)心的問題。但是這些方面的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，停留在比較簡(jiǎn)單的階段，有待進(jìn)一步的研究發(fā)展。</p><p>　　1.2.2無心磨削的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　從無心磨削的發(fā)展及現(xiàn)行生產(chǎn)動(dòng)向來看，無心磨削應(yīng)向著高速、寬砂輪、高精度、自動(dòng)化及閉環(huán)系統(tǒng)方向發(fā)展。</p><p>　　（1）高

40、速磨削。高速磨削是通過提高砂輪速度來達(dá)到提高磨削效率和磨削質(zhì)量的一種加工方法。高速磨削的砂輪線速度一般為50m／s~80m／s，無心磨削目前可達(dá)80m／s的砂輪線速度。</p><p>　　高速磨削的特點(diǎn)是可以提高生產(chǎn)率、提高砂輪使用壽命(比普通磨削提高75％左右)和提高加工精度與表面質(zhì)量。但是，在磨削過程中，要消耗更多的功率；因此，對(duì)機(jī)床和砂輪及電機(jī)都將有更高的要求。</p><p>　

41、?。?）寬砂輪磨削。寬砂輪磨削和高速磨削一樣，都屬于高效率磨削方法。顧名思義，寬砂輪磨削主要是增加砂輪工作寬度，使之和工件有更大的磨削接觸面積。這樣有利于提高生產(chǎn)率和擴(kuò)大磨床使用范圍。切入磨削時(shí)，可以磨削更長(zhǎng)的工件，或者同時(shí)磨削兩個(gè)其至更多的短工件，貫穿磨削時(shí)，可以加大一次通磨的磨削余量，減少通磨次數(shù)，或者粗精磨一次完成。</p><p>　?。?）高精度磨削。高精度磨削后的工件在形狀精度、位置精度、尺寸精度，粗

42、糙度和波紋度等方面都具有很高的精度(質(zhì)量)級(jí)別。那種認(rèn)為高精度僅對(duì)圓度誤差而言的看法是片面的。高精度磨削是在高精度磨床上進(jìn)行的。磨削時(shí)，砂輪部件、導(dǎo)輪部件和托板部件的剛度、精度以及幾何布局部直接影響著工件精度。因此．在設(shè)計(jì)高精度磨床時(shí)，有必要對(duì)磨床的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)件能給以預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)方法包括理論和試驗(yàn)兩個(gè)方面的內(nèi)容。</p><p>　?。?）磨削自動(dòng)化。無心磨削自動(dòng)化的內(nèi)容有：工件上下料自動(dòng)化，自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)進(jìn)給，砂

43、輪和導(dǎo)輪的自動(dòng)修整以及砂輪的自動(dòng)平衡等。</p><p>　　在機(jī)床設(shè)計(jì)過程中，實(shí)現(xiàn)磨床綜合自動(dòng)化不可或缺的一個(gè)重要手段是，配置自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)。根據(jù)不同工藝方式，不同零件，而采用標(biāo)準(zhǔn)模塊組合式上下料裝置、機(jī)械手、機(jī)器人或借助于機(jī)床自身的功能元部件來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)山下料。例如無錫光洋機(jī)床有限公司KC200型，無錫機(jī)床股份有限公司MKlll50型無心磨床配置了步進(jìn)龍門式機(jī)械手；而MKlll50型無心磨床上的則為雙軸型龍門式

44、機(jī)械手，使卸料與裝料時(shí)間達(dá)到了最大限度的重合，在提高磨床綜合自動(dòng)化程度時(shí)，縮短了輔助時(shí)間。</p><p>　?。?）磨削閉環(huán)系統(tǒng)。磨削閉環(huán)系統(tǒng)的顯著標(biāo)志是使磨削的各種參數(shù)、磨床的各種動(dòng)作、工件精度的測(cè)量與預(yù)測(cè)、信息的反饋與比較、設(shè)備保養(yǎng)以及意外事故處理等方面和諧地處于同一機(jī)制之中。</p><p>　　隨著磨床應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的普遍化，其應(yīng)用水平正得到不斷的提高，利用當(dāng)今CNC系統(tǒng)所具

45、備的高速運(yùn)算、處理與多坐標(biāo)插補(bǔ)功能。北京市機(jī)電研究院MK8580型立式數(shù)控內(nèi)曲線磨床，運(yùn)用開發(fā)的磨削軟件，通過C軸與X軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了非圓內(nèi)、外曲面的磨削。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)磨床綜合自動(dòng)化的關(guān)鍵手段，不僅被用于磨削進(jìn)給與砂輪修整各種運(yùn)動(dòng)的控制，而且被用于各種輔助運(yùn)動(dòng)控制。</p><p><b>　　2 方案論證</b></p><p>　　2.1調(diào)速方法的選擇

46、</p><p>　　目前異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法很多，大致可分為以下幾種類型：①改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，包括有降低電源電壓，繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻等方法；② 改變旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)同步轉(zhuǎn)速調(diào)速，包括有改變定子極對(duì)數(shù)，改變電源頻率等方法；③ 串級(jí)調(diào)速；④ 利用轉(zhuǎn)差離合器。上述第一類型的兩種調(diào)速方法設(shè)備比較簡(jiǎn)單，但它們的調(diào)速范圍窄，最主要的是它們屬有級(jí)調(diào)速，不能滿足調(diào)速要求，因此沒能廣泛應(yīng)用；變頻調(diào)速和串級(jí)調(diào)速，具有無級(jí)調(diào)速平滑性好的

47、優(yōu)點(diǎn)，從這一點(diǎn)考慮這兩種方法比較符合調(diào)速要求，但由于變頻調(diào)速和串級(jí)調(diào)速多采用大功率晶體管、可控硅組成變頻器和控制器元件，價(jià)格貴，制造技術(shù)復(fù)雜，控制功率大，也沒有得到廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　利用電磁轉(zhuǎn)差離合器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，既實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)速，又克服變頻、串級(jí)調(diào)速控制器大的缺點(diǎn)，因而得到了廣泛應(yīng)用。因此，本設(shè)計(jì)選用電磁轉(zhuǎn)差離合器進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。</p><p>

48、<b>　　2.2 傳動(dòng)方案</b></p><p>　　2.2.1 傳動(dòng)方案比較</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　圖2.1 傳動(dòng)方案一</p><p>　　如圖2.1所示，導(dǎo)輪由一個(gè)功率較小的電動(dòng)機(jī)N2驅(qū)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)從電機(jī)軸經(jīng)過一對(duì)帶輪z1、z2，掛輪a、b以及k\z

49、3的蝸桿蝸輪而傳到導(dǎo)輪（此時(shí)離合器M向上嚙合）。改變掛輪a、b的數(shù)值便可調(diào)整導(dǎo)輪的工作轉(zhuǎn)速，從而也就改變了縱向磨削時(shí)工作的縱向進(jìn)給速度。在用金剛刀修整導(dǎo)輪時(shí)，導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)該提高。為此，可將離合器M向下捏合，電動(dòng)機(jī)則通過鏈輪z1、z2和一對(duì)螺旋齒輪z4、z5而驅(qū)動(dòng)導(dǎo)輪。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　圖2.2 傳動(dòng)方案二</p&

50、gt;<p>　　如圖2.2所示，導(dǎo)輪由電機(jī)SD驅(qū)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)從電機(jī)軸經(jīng)過一對(duì)帶輪a、b以及K\Z3的蝸桿蝸輪而傳到導(dǎo)輪。使用轉(zhuǎn)差離合器便可調(diào)整導(dǎo)輪的工作轉(zhuǎn)速，從而也就改變了縱向磨削時(shí)工作的縱向進(jìn)給速度。在用金剛刀修整導(dǎo)輪時(shí)，提高導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速。</p><p>　　方案一中的導(dǎo)輪傳動(dòng)系統(tǒng)主要由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成。但是由于鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)極易產(chǎn)生振動(dòng), 并且這兩級(jí)傳動(dòng)都處在高速區(qū), 無論是在修整導(dǎo)輪還是在磨

51、削工件時(shí), 這兩級(jí)傳動(dòng)都在工作, 因此它們產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度。</p><p>　　而方案二中電機(jī)通過帶傳動(dòng)直接通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)，機(jī)床振動(dòng)減小, 運(yùn)行平穩(wěn), 這樣主軸與軸瓦之間的間隙可以維持正常水平, 潤(rùn)滑良好, 延長(zhǎng)了主軸的使用壽命，使用轉(zhuǎn)差離合器達(dá)到了無級(jí)調(diào)速的任務(wù)要求，同時(shí)省去齒輪、離合器等部件等備件。</p><p>　　因此，選擇方案二更有利于導(dǎo)輪傳動(dòng)系統(tǒng)。<

52、;/p><p>　　2.2.2 方案確定</p><p>　　導(dǎo)輪架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用轉(zhuǎn)差離合器來達(dá)到無極調(diào)速的設(shè)計(jì)要求。而在減速方面選用結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、不需要潤(rùn)滑以及緩沖的V帶傳動(dòng)。再結(jié)合沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)的蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，使導(dǎo)輪達(dá)到要求轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　3 導(dǎo)輪架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><

53、p>　　3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　由于現(xiàn)在工業(yè)上普遍使用三相交流電源，可考慮采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，啟動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)。一般電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電動(dòng)機(jī)的輸出功率 </p><p>　　選定電動(dòng)機(jī)的額定功率 </p><

54、;p>　　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算 …………（3.1）</p><p>　　通過以上計(jì)算，選擇Y132S1-2電動(dòng)機(jī)，其額定功率為5.5kw，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，滿載轉(zhuǎn)速為2900r/min。</p><p>　　3.1.2 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　1．分配各級(jí)的傳動(dòng)比</p><p><b>　　帶

55、輪傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　蝸輪蝸桿傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　2.確定各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　………………………………………………（3.2）</p><p>　　3.確定各軸的功率和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　………

56、………………………………………………（3.3）</p><p>　　……………………………………………（3.4）</p><p>　　3.2 電磁轉(zhuǎn)差離合器 </p><p>　　電磁轉(zhuǎn)差離合器主要由電樞與磁極兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部分組成。電樞部分與異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，是主動(dòng)部分；磁極部分與異步電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載聯(lián)接，是從動(dòng)部分，圖3.1為電磁轉(zhuǎn)差離合器的示意圖。 &

57、lt;/p><p>　　圖3.1電磁轉(zhuǎn)差離合器示意圖</p><p>　　電磁轉(zhuǎn)差離合器的電樞部分在異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，隨異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向設(shè)為順時(shí)針方向，轉(zhuǎn)速為n，見圖3.2（a），若勵(lì)磁繞組通入的勵(lì)磁電流I1=0，電樞與磁極二者之間既無電的聯(lián)系又無磁的聯(lián)系，磁極及所聯(lián)之負(fù)載則不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)的狀態(tài)負(fù)載相當(dāng)于被“離開”。若勵(lì)磁電流I1≠0，則磁極與電樞二者之間就有了磁的聯(lián)系，磁力線如圖3

58、.2（b）中所示，由于電樞與磁極之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，電樞上的繞組在磁場(chǎng)作用下要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生電流，對(duì)著N極的繞組條的電流流出紙面，對(duì)著S極的則流入紙面。 </p><p>　　圖3.2電磁轉(zhuǎn)差離合器的電磁轉(zhuǎn)矩及磁場(chǎng)分布</p><p>　　電流在磁場(chǎng)中流過受力廠，使電樞受到逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩M 。電樞由異步電動(dòng)機(jī)拖著同速轉(zhuǎn)動(dòng)，M 就是與異步電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩相平衡的阻轉(zhuǎn)矩，磁極則受

59、到與電樞同樣大小，相反方向的電磁轉(zhuǎn)矩，也就是順時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，在它的作用下，磁極部分以及負(fù)載便順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n´ ，此時(shí)負(fù)載相當(dāng)于被“合上”，若異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，通過電磁轉(zhuǎn)差離合器的作用，負(fù)載轉(zhuǎn)向也為逆時(shí)針，二者是一致的，需注意的是：轉(zhuǎn)差離合器電磁轉(zhuǎn)矩M 的產(chǎn)生有一個(gè)先決條件，即電樞與磁極兩部分之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此負(fù)載轉(zhuǎn)速n´必定小于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n （n=n´，則M =0），所謂轉(zhuǎn)差離合器的

60、“轉(zhuǎn)差”就體現(xiàn)在這里。</p><p><b>　　3.3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、不需要潤(rùn)滑以及緩沖、吸震、易維護(hù)，大多數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化。V帶傳動(dòng)的上述特點(diǎn)使它獲得了廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　確定計(jì)算功率</b></p>&

61、lt;p>　　由[2]表8.7查得，工作情況系數(shù)為1.1，故：</p><p>　　……………………………………………（3.5） </p><p><b>　　選擇V帶的帶型</b></p><p>　　根據(jù)、電機(jī)轉(zhuǎn)速由[2]圖8-11選用Z型。</p><p>　　確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)

62、算帶速</p><p>　　初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由[2]表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=68mm。</p><p><b>　　驗(yàn)算帶速</b></p><p>　　…………………………………（3.6）</p><p><b>　　因?yàn)?，故帶速合適。</b></p><

63、p>　　計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>　　……………………………………………（3.7）</p><p>　　根據(jù)[2]表8-8，圓整為=95mm。</p><p>　　4. 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　…………………

64、…………………………（3.8）</p><p>　　初定中心距=220mm。</p><p>　　5. 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p>　　……………………………………（3.9）</p><p>　　由[2]表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。</p><p>　　6. 計(jì)算實(shí)際中心距a</p><p&g

65、t;　　………………………（3.10）</p><p>　　中心距的變化范圍為245.915mm~277.865mm。</p><p>　　7. 驗(yàn)算小帶輪上的包角</p><p><b>　　………（3.11）</b></p><p><b>　　8.計(jì)算帶的根數(shù)z</b></p>

66、<p>　　由=68mm和，查[2]表8-4a得=1.25kw。根據(jù)，i=1.4和Z型帶，查[2]表8-4b得。</p><p>　　查[2]表8-5得，表8-2得，于是</p><p>　　…………………（3.12）</p><p><b>　　取1根。</b></p><p><b>　　9.

67、V帶的初拉力</b></p><p>　　…………………………………………………（3.13）</p><p>　　其中m 為V帶的線質(zhì)量，由表8-23得Z型m=0.07kg/m ,故</p><p>　　10. 作用于軸上的力</p><p>　　………………………………（3.14）</p><p>　　1

68、1.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　小帶輪的基準(zhǔn)直徑為68mm，外徑為73mm，底徑為53mm。</p><p>　　大帶輪的基準(zhǔn)直徑為95mm，外徑為100mm，底徑為 80mm。</p><p>　　12.帶輪的技術(shù)要求</p><p>　?。?）輪槽工作面不應(yīng)有砂眼、氣孔，輪輻及輪轂不應(yīng)有縮孔和較大缺陷。帶輪外緣要倒鈍銳邊，輪轂孔公

69、差為H7或H8，輪轂長(zhǎng)度下偏差為零，公差等級(jí)為IT14。</p><p>　?。?）查[1]表8-76 帶輪工作表面粗糙度為3.2，形位公差圓跳動(dòng)t=0.2。</p><p>　?。?）輪槽對(duì)稱平面與帶輪軸線垂直度為。</p><p>　?。?）各帶輪軸線應(yīng)相互平行，各帶輪行對(duì)應(yīng)的V型槽對(duì)稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過。</p><p>　　（5

70、）帶裝入輪槽前，應(yīng)先調(diào)小中心距，不得強(qiáng)行撬入。</p><p>　　3.4 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)式在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩軸線交錯(cuò)夾角可為任意值，常用90。。這種傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大，零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，而且在傳動(dòng)中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷地螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸推出嚙合的，同時(shí)嚙合的齒對(duì)又較多，故沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，

71、噪聲低，因此應(yīng)用頗為廣泛。</p><p>　　1 .選擇蝸桿傳動(dòng)類型</p><p>　　根據(jù)GB/T10085-1988的推薦采用漸開線蝸桿ZA。</p><p><b>　　2．蝸輪蝸桿的材料</b></p><p>　　蝸輪蝸桿的材料不僅要具有足夠的強(qiáng)度，更重要的是應(yīng)具有良好的跑合性、減磨性及耐磨性。蝸桿一般用碳

72、鋼或者合金鋼制成，對(duì)于不太重要的傳動(dòng)及低速中載蝸桿，可采用40和45鋼等，經(jīng)調(diào)質(zhì)硬度在220~300HBS。常用的蝸輪材料為鑄造錫青銅、鑄造鋁青銅及鑄鐵等，效率要求不高時(shí)，特別是要求自鎖時(shí)，可采用灰鑄鐵，為了防止變形，一般要對(duì)蝸輪進(jìn)行時(shí)效處理。</p><p>　　綜合考慮，在本機(jī)構(gòu)中蝸桿采用45碳鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度在45~55HRC，蝸輪采用灰鑄鐵HT150。</p><p>　　3．接觸

73、強(qiáng)度的初步運(yùn)算</p><p><b>　　蝸桿頭數(shù)和渦輪齒數(shù)</b></p><p>　　查[1]表5-9 選=4，則=i=94=36 …………………………（3.15）</p><p><b>　　9470得值</b></p><p>　　查[1]表5-21 初取 …………………………（3

74、.16）</p><p><b>　　載荷系數(shù)K</b></p><p>　　按[1]表5-20的說明選取K=1.2</p><p><b>　　蝸輪轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　，由[1]表5-19初估</p><p>　　……………………（3.17）</p>

75、;<p><b>　　彈性系數(shù) </b></p><p>　　由[1]表5-23查取 </p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力</b></p><p>　　循環(huán)次數(shù) ………（3.18）</p><p>　　壽命系數(shù) 由[1]圖5-1查取 </p><

76、p>　　…………………………………（3.19）</p><p><b>　　(7)計(jì)算</b></p><p>　　按[1]表5-20中公式</p><p><b>　　…（3.20）</b></p><p><b>　　(8)初選m、d值</b></p>

77、<p>　　由[1]表5-7選用 m=2.5mm</p><p><b>　　d=35.5mm</b></p><p><b>　　4．傳動(dòng)基本尺寸</b></p><p>　?。?）蝸輪分度圓直徑</p><p>　　……………………………………（3.21）</p><

78、;p><b>　　（2）傳動(dòng)中心距</b></p><p>　　…………………………（3.22）</p><p><b>　?。?）蝸桿導(dǎo)程角</b></p><p>　　………………………（3.23）</p><p>　　5. 選定傳動(dòng)精度等級(jí)</p><p><

79、;b>　?。?）蝸輪圓周速度</b></p><p>　　………………（3.24）</p><p><b>　　（2）滑動(dòng)速度</b></p><p>　　………………………（3.25）</p><p><b>　?。?）精度等級(jí)</b></p><p>　

80、　參照[1]表5-38選定： 傳動(dòng) 8c GB10089-88</p><p><b>　　6. 傳動(dòng)效率</b></p><p><b>　　（1）嚙合效率</b></p><p>　　……………（3.26）</p><p>　　上式中由[1]表5-29查得 </p><p&g

81、t;　?。?）考慮攪油損失的效率</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　（3）軸承效率</b></p><p>　　蝸桿蝸輪軸均用滑動(dòng)軸承支撐</p><p>　?。?）傳動(dòng)效率 …………………（3.27）</p><p>　　7. 蝸輪接

82、觸強(qiáng)度校核</p><p>　　按[1]表5-20中的公式接觸強(qiáng)度條件為</p><p>　　……………………………………………（3.28）</p><p><b>　?。?）載荷系數(shù)K</b></p><p>　　按[1]表5-20中的說明 …………………（3.29）</p><p>&

83、lt;b>　　取 </b></p><p><b>　　故K=1</b></p><p><b>　?。?）蝸輪轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　………………………（3.30）</p><p><b>　?。?）計(jì)算接觸應(yīng)力</b></p>&

84、lt;p><b>　　，滿足接觸強(qiáng)度條件</b></p><p>　　8. 蝸輪抗彎強(qiáng)度校核</p><p>　　按[1]表5-20中的公式，抗彎強(qiáng)度條件為</p><p>　　…………………………………………………（3.31）</p><p><b>　?。?）齒形系數(shù)</b></p&

85、gt;<p>　　按 …………………………………（3.32）</p><p>　　由[1]表5-28查得</p><p><b>　?。?）螺旋角系數(shù)</b></p><p>　　…………………………………（3.33）</p><p><b>　?。?）許用彎曲應(yīng)力</b></

86、p><p>　　單向傳動(dòng)由[1]表5-26查得 </p><p>　　按，由[1]圖5-1查得 </p><p>　　…………………………………（3.34）</p><p><b>　?。?）計(jì)算彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　，滿足抗彎強(qiáng)度條件</b></p

87、><p>　　9. 其他幾何尺寸計(jì)算</p><p><b>　?。?）齒形角和頂隙</b></p><p><b>　　ZA蝸桿， </b></p><p><b>　　（2）幾何尺寸</b></p><p>　　蝸桿齒頂圓直徑 ……（3.35）&l

88、t;/p><p>　　蝸輪齒根圓直徑 …………（3.36）</p><p>　　蝸桿分度圓軸向齒厚 ………………（3.37）</p><p>　　蝸桿分度圓法向齒厚（3.38）</p><p>　　蝸桿齒寬 ……（3.39）</p><p>　　磨削蝸桿，當(dāng)m<10mm時(shí)，應(yīng)增大15~25mm</p>

89、;<p><b>　　故取45mm</b></p><p>　　蝸輪喉圓直徑 ………………（3.40）</p><p>　　蝸輪齒根圓直徑 ……………（3.41）</p><p>　　蝸輪外圓直徑 ………（3.42）</p><p><b>　　取</b></p>

90、<p>　　蝸輪齒圈寬度 ………………（3.43）</p><p><b>　　取</b></p><p>　　蝸輪咽喉母圓半徑 ………（3.44）</p><p><b>　　蝸輪分度圓齒厚</b></p><p>　　…………………（3.45）</p><

91、p>　　3.5 軸的校核計(jì)算</p><p>　　3.5.1 蝸桿的校核計(jì)算</p><p><b>　　1.蝸桿的受力計(jì)算</b></p><p><b>　　分度圓直徑轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　切向力 …………………………………（3.46）</p><p

92、>　　軸向力 …………………………………（3.47）</p><p>　　徑向力 ………………………………（3.48）</p><p>　　簡(jiǎn)化蝸桿上的載荷和支承形式。作用在蝸桿上的彎曲載荷可用集中力代替，分解為切向力、徑向力和軸向力。如圖3.1a所示。雙支座的蝸桿軸系簡(jiǎn)化為鉸鏈雙支點(diǎn)梁，如圖3.1b所示。圖3.1c為蝸桿上由徑向力、切向力和軸向力引起的彎矩圖。圖3.1d為蝸桿

93、上作用的</p><p><b>　　矩圖。</b></p><p><b>　　圖3.1 彎矩圖</b></p><p>　　水平平面H和沿垂平面V的支座反力</p><p>　　水平面H內(nèi)的支座反力</p><p>　　……………………………………………………（3.49）

94、</p><p><b>　　水平面H的彎矩</b></p><p>　　…………………………………………（3.50）</p><p>　　沿垂平面V內(nèi)的支座反力</p><p>　　………………………（3.51）</p><p>　　…………………………………………（3.52）</p>

95、;<p><b>　　垂直面V的彎矩計(jì)算</b></p><p>　　…………………………………………（3.53）</p><p><b>　?。?）合成彎矩Ma</b></p><p>　　…………………………（3.54）</p><p><b>　　計(jì)算扭矩T</b

96、></p><p>　　……………………………………………（3.55）</p><p><b>　　危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩</b></p><p>　　……………………（3.56）</p><p>　　……………………（3.57）</p><p>　　故，蝸桿軸符合設(shè)計(jì)要求。</p>

97、<p>　　3.5.2 窩輪軸的校核計(jì)算</p><p><b>　　分度圓直徑轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　切向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p&

98、gt;<p>　　水平平面H和沿垂平面V的支座反力</p><p>　　水平面H內(nèi)的支座反力</p><p><b>　　水平面H的彎矩</b></p><p>　　沿垂平面V內(nèi)的支座反力</p><p><b>　　垂直面V的彎矩計(jì)算</b></p><p>

99、<b>　?。?）合成彎矩Ma</b></p><p><b>　　計(jì)算扭矩T</b></p><p><b>　　危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩</b></p><p>　　故，蝸輪軸符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　3.6 軸承的選擇</b></p

100、><p>　　蝸桿軸使用一對(duì)圓錐滾子軸承，如圖3.2所示，圓錐滾子軸承主要承受以徑向?yàn)橹鞯膹?、軸向聯(lián)合載荷。軸承承載能力取決于外圈的滾道角度，角度越大承載能力越大。與角接觸球軸承相比、承載能力大，極限轉(zhuǎn)速低。圓錐滾子軸承能夠承受一個(gè)方向的軸向載荷，能夠限制軸或外殼一個(gè)方向的軸向位移。</p><p>　　圖3.2 圓錐滾子軸承</p><p>　　導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速相對(duì)于砂輪來

101、說是很低的，所以導(dǎo)輪主軸多數(shù)是用滑動(dòng)軸承，如圖3.3所示，滑動(dòng)軸承是在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承。滑動(dòng)軸承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤(rùn)滑條件下，滑動(dòng)表面被潤(rùn)滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。但起動(dòng)摩擦阻力較大。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦?；瑒?dòng)軸承應(yīng)用場(chǎng)合一般在低速重載工況條件下，或者是維護(hù)保養(yǎng)及加注潤(rùn)滑油困難的運(yùn)轉(zhuǎn)部位。</p><p>

102、<b>　　圖3.3 滑動(dòng)軸承</b></p><p>　　導(dǎo)輪架修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 修整器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　常用的機(jī)械傳動(dòng)部件有螺旋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、同步帶、高速帶傳動(dòng)以及各種非線性傳動(dòng)部件等。其主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。因此，它實(shí)質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器，其目的是使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面

103、得到最佳匹配。機(jī)械傳動(dòng)部件對(duì)伺服系統(tǒng)的伺服特性有很大影響，特別是其傳動(dòng)類型、傳動(dòng)方式、傳動(dòng)剛性以及傳動(dòng)的可靠性對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性有重大影響。因此，應(yīng)設(shè)計(jì)和選擇傳動(dòng)間隙小、精度高、體積小重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動(dòng)部件。</p><p>　　隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，要求傳動(dòng)系統(tǒng)不斷使用新的技術(shù)要求。具體講有三個(gè)方面：</p><p>　?。?）高速化：產(chǎn)品工作

104、效率的高低，直接與機(jī)械傳動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)。因此，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)的要求。</p><p>　?。?）精密化：對(duì)于某種特定的機(jī)電一體化產(chǎn)品來說，應(yīng)根據(jù)其性能的需要提出適當(dāng)?shù)木芏纫?，雖然不是越精密越好，但由于要適應(yīng)產(chǎn)品的高定位精度等性能的要求，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精密度要求也越來越高。</p><p>　?。?）小型化、輕量化：隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)精密化、高速化的發(fā)展，必然要求其

105、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)小型輕量化，以提高運(yùn)動(dòng)靈敏度、減小沖擊、降低能耗。為與電子部件的微型化相適應(yīng)，也要盡可能做到使機(jī)械傳動(dòng)部件短小輕薄化。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有可分為傳動(dòng)（X）和進(jìn)給（Y）兩個(gè)方向.如圖4.7所示</p><p>　　圖4.7 導(dǎo)輪修整器傳動(dòng)示意圖</p><p>　　4.1.1 X向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定</p><p&g

106、t;　?。?）X向減速裝置的選擇</p><p>　　X向電動(dòng)機(jī)輸出軸與絲杠軸線成90°夾角，傳動(dòng)比大，而蝸桿傳動(dòng)正好適用于交錯(cuò)軸間傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力，同時(shí)具有傳動(dòng)比大、工作較平穩(wěn)、噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊、可以自鎖等優(yōu)點(diǎn)，因此減速裝置選擇蝸輪蝸桿減速器。</p><p>　?。?）X向傳動(dòng)元件的確定</p><p>　　X向跨度較大，要求系統(tǒng)剛度好，而滾珠絲杠有如下

107、特點(diǎn)：</p><p>　?、賯鲃?dòng)效率高 效率高達(dá)90%～95%，耗費(fèi)的能量?jī)H為滑動(dòng)絲杠的1/3。</p><p>　?、谙到y(tǒng)剛度好 通過給螺母組件內(nèi)施加欲壓來獲得較高的系統(tǒng)剛度，可滿足各種機(jī)械傳動(dòng)要求，無爬行現(xiàn)象，始終保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和靈敏性。</p><p>　　③傳動(dòng)精度高 經(jīng)過淬硬并精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副本身就具有很高的制造精度,又由于摩擦小,絲杠

108、副工作時(shí)溫升和熱變形小,容易獲得較高的傳動(dòng)精度.</p><p>　　④使用壽命長(zhǎng) 滾珠是在淬硬的滾道上作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),磨損極小,期使用后仍能保持其精度,因而壽命長(zhǎng),且具有很高的可靠性.其壽命一般比滑動(dòng)絲杠要高5~6倍.</p><p>　　因此在X向選擇滾珠絲杠副作為傳動(dòng)元件.</p><p>　　4.1.2 Y向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定</p><p

109、>　　（1）Y向減速裝置的選擇</p><p>　　Y向傳動(dòng)的特點(diǎn)是: 電動(dòng)機(jī)輸出軸與進(jìn)給螺桿平行.齒輪傳動(dòng)較適合于平行軸間傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力,且具有以下特點(diǎn):</p><p><b>　?、偎查g傳動(dòng)比恒定</b></p><p><b>　?、趥鲃?dòng)比范圍大</b></p><p>　　③速度和傳

110、遞功率的范圍大 可用于高速,中速和低速的傳動(dòng),功率可從小于～</p><p>　?、軅鲃?dòng)效率高 一對(duì)高精度的漸開線圓柱齒輪,效率可達(dá)99%以上.</p><p>　?、萁Y(jié)構(gòu)緊湊 適用于近距離傳動(dòng).</p><p>　　齒輪傳動(dòng)可分為漸開線圓柱齒輪傳動(dòng),圓弧齒輪傳動(dòng)，圓錐齒輪傳動(dòng)，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)等多種類型，考慮到傳動(dòng)效率及加工難度等因素，Y向減速裝置確定

111、使用漸開線齒輪、減速器。</p><p>　　（2）Y向傳動(dòng)元件的確定</p><p>　　由于Y向行程非常短，速度低，精度要求高，而滑動(dòng)螺旋副有以下特點(diǎn)：</p><p>　?、倌Σ磷枇Υ?，傳動(dòng)效率低（通常為30%~60%）</p><p>　　②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便</p><p><b>　　③易于自鎖&

112、lt;/b></p><p>　?、苓\(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但低速或微調(diào)時(shí)可能出現(xiàn)爬行</p><p>　?、萋菁y有側(cè)向間隙，反向時(shí)有空行程，定位精度和軸向剛性較差（采用消隙機(jī)構(gòu)可提高定位精度），因此，Y向傳動(dòng)元件選用滑動(dòng)螺旋副。</p><p>　　4.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　本機(jī)床的液壓系統(tǒng)只用于修整磨削輪和導(dǎo)輪時(shí)修整的往復(fù)運(yùn)動(dòng)

113、，及工件橫進(jìn)給磨削時(shí)的推料動(dòng)作。</p><p>　　油箱放在床身內(nèi)，加油時(shí)可打開床身背門，并打開加油器蓋，可注入油。油箱清洗較方便，可單獨(dú)取出后清洗。</p><p>　　如圖4.2所示，油泵只在修整砂輪和導(dǎo)輪及橫進(jìn)給磨削推料時(shí)才工作，工作壓力為6-8公斤/厘米2，操縱系統(tǒng)分二組，各由操縱閥和節(jié)流閥組成分別操縱磨削輪修整器和導(dǎo)輪修整器往復(fù)運(yùn)動(dòng)，及休整速度的調(diào)節(jié)。橫進(jìn)給磨削的推料動(dòng)作，由電

114、磁閥操縱，電磁閥的動(dòng)作有裝在進(jìn)給手柄上的撞桿及行程開關(guān)控制。</p><p>　　本機(jī)床液壓系統(tǒng)所用的油為SYB1104-62.20號(hào)機(jī)械油在油溫50℃時(shí)，運(yùn)動(dòng)黏度為17-23厘拖，恩氏黏度為2.6-3.31Et，如室溫低于5℃時(shí)可加入10%左右的10號(hào)機(jī)械油，以適當(dāng)?shù)慕档推漯ざ取?lt;/p><p>　　圖4.2 液壓系統(tǒng)示意圖</p><p>　　4.3 修整器導(dǎo)軌

115、設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)軌的作用是當(dāng)運(yùn)動(dòng)件沿著承導(dǎo)件作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，承導(dǎo)件上的導(dǎo)軌起支承和導(dǎo)向的作用，即支承運(yùn)動(dòng)件和保證運(yùn)動(dòng)件在外力（載荷及運(yùn)動(dòng)件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。在無心磨床的修整器上也應(yīng)設(shè)計(jì)導(dǎo)軌。根據(jù)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要求——導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等來設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形狀。</p><p>　　修整器導(dǎo)軌的基本要求

116、：</p><p>　?。?）剛度：導(dǎo)軌受力變形會(huì)影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度及部件之間的相對(duì)位置，因此要求導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剛度。為減輕或平衡外力的影響，可采用加大導(dǎo)軌尺寸或添加輔助導(dǎo)軌的方法提高剛度。</p><p>　?。?）耐磨性：是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用過程中能保持一定的導(dǎo)向精度。因?qū)к壴诠ぷ鬟^程中難免有所磨損，所以應(yīng)力求減少磨損量，并在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償或便于調(diào)整。</p><p

117、>　?。?）導(dǎo)向精度：導(dǎo)向精度主要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度和圓度。影響它的因素有：導(dǎo)軌的幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。</p><p>　?。?）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性：低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)導(dǎo)軌易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導(dǎo)軌的剛度等有關(guān)。</p><p>　

118、?。?）疲勞和壓潰：導(dǎo)軌面由于過載或接觸應(yīng)力不均勻而使導(dǎo)軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復(fù)運(yùn)行多次后就會(huì)形成疲勞點(diǎn)，呈塑性變形，表面形成龜裂、剝落而出現(xiàn)凹坑，這種現(xiàn)象就是壓潰。疲勞和壓潰是滾動(dòng)導(dǎo)軌失效的主要原因，為此應(yīng)控制滾動(dòng)導(dǎo)軌承受的最大載荷和受載的均勻性。</p><p>　　（6）結(jié)構(gòu)工藝性：設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí)，要注意到制造、調(diào)整和維修方便，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性及經(jīng)濟(jì)性好。</p><p>　　本課題