【正文】 K=KAK BK V＝ 111＝ 1 T=FL＝ 1831000＝ 183000Nmm； d1= d2= m=； YB為螺旋角影響系數(shù)， YB=1－ ?140ξ =1－ ?? =； YF2為蝸輪齒形系數(shù)，選 ； [δF]為蝸輪的許用彎曲應(yīng)力，單位為 Mpa；鑄鋁鐵青銅，砂模鑄造為 80 Mpa； δF= ?? ?? = Mpa≤ [δF]=80 Mpa； 合適 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿為傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從 GB/T 10089— 1988 圓柱蝸桿，蝸輪精度中選擇 8 級(jí)精度，側(cè)隙種類為 f，標(biāo)注為 8f， GB/T 10089— 1988。由于蝸桿與蝸輪齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，從而增加了，產(chǎn)生膠合和磨損失效的可能性，尤其在某些條件下（如潤(rùn)滑不良），蝸桿傳動(dòng)因齒面膠合而失效的可能性更大。為了避免用蝸輪滾刀切制蝸輪時(shí)產(chǎn)生根青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 切與干涉，理論上應(yīng)該使 Z2min≥ 17。 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)的選擇 ①模數(shù) m和壓力角 α： 和齒輪傳動(dòng)一樣，蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸也以模數(shù)為主要設(shè)計(jì)參數(shù)，蝸桿和蝸輪嚙合時(shí)，在中間平面上，蝸桿的軸面模數(shù)，壓力角應(yīng)與蝸輪的端面模數(shù)，壓力角相等，即 : ma1=mt2=m， 取系列值 m=， ZI 蝸桿軸向壓力角 α為標(biāo) 準(zhǔn)值 20176。 e2+2179。 e1+2179。 Fo179。再根據(jù) Ld 來計(jì)算實(shí)際中心距，由于 V 帶傳定的中心距 一般可以調(diào)整，故可以采用下式作近似計(jì)算：即 mmLLaa d、d 4442 7 1 21 8 0 040020 ??????? 考慮到安裝調(diào)整和補(bǔ)償預(yù)緊力（如帶伸長(zhǎng)而松弛后的張緊）的需要，中心矩的變動(dòng)范圍為： amin=a－ =444－ 179。 P 選 Ka=（軟啟動(dòng)），每天工作 8 小時(shí)， P= 則 Pca=179。所以，這時(shí)應(yīng)按靜強(qiáng)度來校核軸承，為此，必須對(duì)所選軸承規(guī)定不能超過外載荷界限 Co≥ So179。取 Ao=112 軸的直徑： d0≥ 3nP179。 103kg/m3， 取 179。 － 12179。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用，當(dāng)?shù)皖l不小于 時(shí)可以穩(wěn)定的工作。 = 工作機(jī)效率 ： η=η 承 179。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 工作臺(tái)上電動(dòng)機(jī)容量主要由運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件來限定，在不變或變化很小的載荷下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只要其電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過熱，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩，所需電動(dòng)機(jī)功率為： ηwd PP?kW Pd— 工作機(jī)實(shí)際需要的電機(jī)輸出功率 ， kW Pw— 工作機(jī)所需輸入功率 ， kW η— 電機(jī)至工作機(jī)間傳動(dòng)裝置總效率 工作機(jī)所需功率 Pw應(yīng)由機(jī)器工作阻 力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得： Pw=w1000Fvη kW F— 工作機(jī)阻力 ， N V— 工作機(jī)線速度 ， m/s ηw— 工作機(jī)效率 總效率η =η 帶 179。這種聯(lián)軸器徑向補(bǔ)償能力較大（ d 為軸的直徑），同時(shí)也有少量 的角度和軸向補(bǔ)償能力。 247。 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以用頻率來控制，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行頻率跟轉(zhuǎn)速成正比，可以通過計(jì)算公式，計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)選擇均型號(hào)為 ： 130BYG2502 永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)，具體參數(shù)如表 41。 ） = ④ 驗(yàn)算軸承壽命： 所以 P1 ＞ P2， 所以只需按軸承 1的受力大小驗(yàn)算： Lh= n60106? 179。（ 179。 由公式得 : Fa1= Fae+Fd2=400+=； Fa2= Fd2= 0a1 ?? 0a2 ?? 用線性插值法求計(jì)算 e1=+ )( 0 .1 7 0).(0 ?? ??? e2=+ )( 0 .0 2 9)( ?? ??? 再計(jì)算 Fd1= e1179。 主傳動(dòng)系統(tǒng)上 軸承的確定及校核 [20] 鋸片軸采用兩軸承 及 一小箱體 。 198=0 FZ+FNV2= FNV1 已知 FZ= 解得 ： FNV1=， FNV2= 求 YZ 方向上的 彎距 如圖 38d 所示得： MH =FZ179。 (198+67)=0 F NH1+FNH2= Fo 已知 M 軸 =45N178。 h=10179。 鋸片主軸的設(shè)計(jì) [20] 初步確定軸的最小直徑 初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，取 Ao=112，于是得： Dmin= A0179。 ha1=90＋ 2179。 179。（ 1 ?） +179。 176。 200+（ 130+90） + 420210)(130 2? = 選定 Ld=800。 帶傳動(dòng)的計(jì)算 [20] ㈠ 確定計(jì)算功率 Pca 計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率 P，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短等因素的影響而確定。 圖 31主傳動(dòng)系統(tǒng) 1鋸片 2軸承 3主軸 4從動(dòng)輪 5主動(dòng)輪 6電動(dòng)機(jī) Main transmission system 1swa bit 2pillow 3shaft 4driven wheel 5driving wheel 6electric motor 小型石柱石球數(shù)控加工機(jī)機(jī)床部分的設(shè)計(jì) 14 確定鋸片直徑及軸轉(zhuǎn)速 ① 由于所設(shè)計(jì)加工石球最大直徑為 ， 為了更好 的提高該加工機(jī)鋸切石材的效率 ， 把放在該加工機(jī)小車上的石材荒料 ， 先用圓鋸將正方體的 12 條棱相繼切去多余的石材 ， 這樣減少了鋸片加工的加工余量 ， 即放在石球機(jī)小車上的石荒料如圖 32。 荒料 2 放在工作臺(tái)小車 1 上，工作臺(tái)小車由電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，鋸片 3 安放在機(jī)頭 4 上，通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，切割荒料。以往加工大型石球時(shí)，用鋸片由頂部到腰部進(jìn)行加工，而本次設(shè)計(jì)加工大型石球時(shí)不一次走刀，分兩步對(duì)荒料的兩個(gè)側(cè)面加工，加工完一個(gè)側(cè)面，然后調(diào)轉(zhuǎn)石球再加工另一側(cè)。該設(shè)備總的控制維數(shù)可達(dá)到 12 個(gè) [18]，幾乎可以加工目前所有類型的石材異型制品。液壓仿形設(shè)備加工過程可分為兩個(gè)階段，即粗加工成型 — 鋸片完成；精細(xì)加工成型 — 圓柱型銑刀完成。該設(shè)備可加工任意曲率、形狀的內(nèi)、外曲面，包括 S， U 形及圓弧板材等異型制品，尤其適于巨型石材內(nèi)外曲面的加工。 （ 1）仿形加工設(shè)備 平面異型制品的仿形加工是以制品模型為依據(jù)進(jìn)行的一種機(jī)械加工方式，具有輸人、輸出點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)系同步的特性。而且磨損料和水可回收利用，設(shè)備應(yīng)用范圍廣，是我國(guó)石材工業(yè)發(fā)展中值得重視的一 項(xiàng)很有前景的新技術(shù)。至于金剛石串珠繩單位長(zhǎng)度上配套的金剛石串珠的數(shù)量與所鋸切的材料有關(guān)。目前，不少發(fā)展中國(guó)家如南非和印度等則采用了金剛石串珠繩每來加工異型石材制品。 1mm； (4)板材的鋸切面平整得多，而且杜絕了鋼砂殘粒嵌人板材鋸切面的可能性，因此使磨平與磨光的時(shí)間降低 20%； (5)消耗材料大為減少，框架鋸每鋸切 1m 的花崗石板材需消耗 3kg 鋼砂、 鋸條、 2kg 石灰，而多道金剛石串珠繩鋸只消耗 金剛石串珠繩 [12]。高為 179。寬179。若鋸切含石英少的花崗石，鋸切速度可達(dá) 2m2/h，比之鋼絲繩加磨料的鋸切速度可提高 50%[9]。與早期的占地面積很大的多繩串珠鋸相比，今日的串珠鋸已經(jīng)變得更加輕巧實(shí)用，使外形尺寸與普通的串珠整形機(jī)相差無幾。就生產(chǎn)較小規(guī)格的板材而言，框架鋸的效率不如多片式 金剛石圓盤鋸 。這種 金剛石圓盤鋸 鑲有 108 個(gè)刀頭，選用 40/50 目的 SDA85 +型人造金剛石，金剛石濃度為 23。 1997 年德國(guó)研制成功直徑達(dá) 5m 的 金剛石圓盤鋸 芯片 [5]，據(jù)稱是世界上最大的。鋸條行程為80cm，采用雙連桿驅(qū)動(dòng)，因而可確保鋸路的直線性 [3]。鋸切工藝參數(shù)可在一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，連桿行程實(shí)現(xiàn)不停機(jī)自動(dòng)補(bǔ)償?；牧媳戎卦谙陆?。從國(guó)產(chǎn)石材的品種增多，石材品質(zhì)的提高到石材制成品的多種多樣以及石材產(chǎn)量，質(zhì)量的提高，使得我國(guó)的石材業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力逐步增強(qiáng)。 現(xiàn)在石材主要分為平板石材和異型石材兩種，在板材加工方面，主要有框架鋸、圓鋸片鋸、單道金剛石串珠繩鋸、多道金剛石串珠繩鋸；在異型石材加工方面，主要用一些異形板材加工設(shè)備，回轉(zhuǎn)體加工設(shè)備。一種可鋸切的大理石荒料寬度為 2m，長(zhǎng)度為 ，一次可鋸切 2cm 厚的板材 90 塊。 金剛石圓盤鋸 金剛石圓盤鋸廣泛用于鋸切各種石材。目前生產(chǎn)板材的先進(jìn)的多片式 金剛石圓盤鋸 使用的圓鋸片最大直徑為 ，主要用于生產(chǎn) 600179。生產(chǎn)上述石材面磚的 荒料尺寸限制在 179。適合于加工體積大、厚度大的異型石材制品?；牧习惭b在荒料車上，根據(jù)頂先編制的程序，每鋸?fù)暌淮渭窗凑瞻宀牡暮穸纫筮M(jìn)料?？射徢械幕◢徥牧铣叽鐬?179。 Falcon600 型多道金剛石串珠繩鋸，裝有 10 根長(zhǎng)為 65m的金剛石串珠繩，每米長(zhǎng)配有 40 個(gè)直徑為 8mm 的孕鑲金剛石串珠，采用 40/50 目的 SDA100 +型人造金剛石。據(jù)稱這種多道金剛石串珠繩鋸的成功核心在于解決了各余金剛石串珠繩分別自動(dòng)調(diào)整張緊度的問題。 大理石和花崗石等石材的異型加工包括四大類： (1)建筑物用的異型構(gòu)件，如各種圓弧板、圓柱、花線條等； (2)碑石，如紀(jì)念碑、墓碑、界碑等； (3)家具，如各種現(xiàn)代和仿古石材家 具； (4)字母及幾何圖形等。金剛石可選用天然的或人造的，前者用于鋸切堅(jiān)硬石材，效率很高，但價(jià)格昂貴，一般可選用 SDA85+或 SDA100+型的人造金剛石，粒度為 40/50 目或 30/40 目，濃度取 30 至 38 左右 [13]，根據(jù)石材質(zhì)地而定。這是一種刀具簡(jiǎn)單、無粉塵污染、低噪音、切口狹窄的切割技術(shù)。這種加工中心的最大優(yōu)點(diǎn)是一次裝夾可以完成多工序作業(yè)，加工質(zhì)量和加工精度都很高，很適宜 加工復(fù)雜的輪廓；缺點(diǎn)是只能單件生產(chǎn)，而且對(duì)刀具的技術(shù)要求很高。 加工曲面異型制品的數(shù)控設(shè)備工作臺(tái)固定或者是前后平移，刀具相對(duì)于工件做 X， Y， Z 方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 （ 1）數(shù)控車床 數(shù)控車床，其刀具只需具備在與回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸線同一個(gè)平面內(nèi)有兩個(gè)呈正交的運(yùn)動(dòng)關(guān)系即可。這類設(shè)備可用于樓梯扶手、工藝品、平面雕刻、壁爐、立體人像、動(dòng)植物等雕刻品。在國(guó)內(nèi)一些這方面的企業(yè)， 也都采用雙立柱結(jié)構(gòu)。 d) 切另一側(cè) 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 機(jī)床整體設(shè)計(jì) 在以往通常使用雙立柱石材加工機(jī)械，這種機(jī)床占地面積大、結(jié)構(gòu)龐大、浪費(fèi)材料，且限制了加工大直徑石球石柱等缺點(diǎn) ，如圖 22。 機(jī)頭的傳動(dòng)部分 機(jī)頭的作用是驅(qū)動(dòng)鋸片做主運(yùn)動(dòng)，要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)鋸片的線速度應(yīng)到達(dá) 30m/s。 ㈢選用電動(dòng)機(jī)軸到鋸片軸傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為： i=1024r/s1440r/s = ㈣確定切削力 。 Dd1=179。 176。 )1K (VZP aca ??+q179。 F0179。 f1=（ 4－ 1）179。 12+2179。 兩軸承放在軸承支座上，內(nèi)圈與軸頸配合，外圈與軸承支座形成配合，皮帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，端面定位用軸端擋圈。 具體 裝配如圖 37 所示。 87=20532N178。 =44665N178。 447= Fd2= 179。（ X1179。 Fa2） =179。 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是橫梁的設(shè)計(jì)， 考慮到橫向進(jìn)給長(zhǎng)度為 1500mm，設(shè)計(jì) 橫梁總長(zhǎng)為 2021mm，在橫梁的左端有一個(gè)沿橫梁圓柱表面的突起，這樣做的目的是為了固定與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相連的絲杠的另外一端，并且在橫梁上開了一個(gè)鍵槽，以 使得 橫梁的 橫 向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，具體尺寸如圖 41 所示 。所以它的精度要求為 與 360176。 60247。 十字滑塊聯(lián)軸器可補(bǔ)償軸線高度 Y 方向和角度的誤差，它 由兩個(gè)半聯(lián)軸器與十字滑塊組成。但同時(shí)石球重量很大，其所受的重力應(yīng)該直接傳到地面上，而傳動(dòng)裝置進(jìn)傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)，不承受重力，同時(shí)要求石球相對(duì)轉(zhuǎn)速很低。 179。 由于工作中所加工的石球或石柱尺寸不定，（ 500～ 1500mm 之間），因此，該載球小車的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速也應(yīng)該隨之而變化，其由電動(dòng)機(jī)到載球小車之間的傳動(dòng)比范圍為 3340～ 34705 之間，并用調(diào)速裝置。 (4)蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)：蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(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)，當(dāng)使用單頭蝸桿（相當(dāng)于單線 螺紋）時(shí)，蝸桿旋轉(zhuǎn)一周，蝸輪只轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距，因而能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比，在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般傳動(dòng)比為 i=5～80，在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)中，傳動(dòng)比可達(dá) 300，若只傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比可以達(dá)到 1000，由于傳動(dòng)比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。 179。 =。 ①由于此軸為傳動(dòng)軸，只受扭矩作用，則 22 )(4 δ τα ????ca? （其中τ=WT ） 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 22 )(4 δ τα ????ca? = 22 )w2 7801833.(040 ????? = 2)w2 7 8 01 8 33.(04 ???? =2.9MPa＜ [δ1]=275MPa 石球重量通過小車直接傳到地面，軸并不承受載荷，因此不用對(duì)此軸進(jìn)行校核。此設(shè)計(jì)計(jì)算可以參考前面主軸上帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。 75=450mm 按 V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列表 8— 7[24]， Dd2取值 450mm。如果不考慮帶的兩邊的拉力差，則壓軸力可以近似的按代的兩邊的預(yù)緊力 Fo 的合力來計(jì)算。 主動(dòng)輪 的設(shè)計(jì) 由于小帶輪直徑較小，所以，采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)，材料選用 HT150。 =； 輪槽角α取值：