【正文】 02 21 ????? （ 1）按齒面疲勞強(qiáng)度校核 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 6001lim ?? 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 5502lim ?? 由公式（ 316）計(jì)算循環(huán)次數(shù) ? ? 911 ????????? hjLnN 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 31 9912 ????? iNN 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 》圖 1019 查得，接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ?HNK 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 10%，安全系數(shù) 1?S ? ? MP aMP aSK HHNH ???? ?? ? ? MP aMP aSK HHNH ???? ?? 彈性模量取 MPaZE ? 112 dTFt ? mmNmmNT ??????? 451 為了使機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，且金屬切削機(jī)床的齒輪傳動(dòng)，若傳遞的功率不大時(shí) d? 可小到 所以，取齒寬系數(shù) ?d? 由公式 1db d?? 計(jì)算得 mmb 20? ?i ?? KKKKK vA? 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 》表 102 查得，使用系數(shù) 1?AK 根據(jù) smndv 11 ?? ????? ? ， 7 級(jí)精度 由圖 10— 8 查得動(dòng)載荷系數(shù) ?vK 假設(shè) mNbFK tA 100? ，由表 10— 3 查得 ?? ?? FH KK 由表 104， 7 級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置 查得 ? ? bK ddH 322 ??????? ??? ? ? 322 ????????? ??HK 4 ?????? ?? HHvA KKKKK 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 ? ?12 41 HH MP a ?? ????? ?????? 所以，齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 （ 1）選擇蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型 根據(jù) GB/T10085— 1988 的推薦采用漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 （ 2）選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用 45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45～ 55HRC。在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般傳動(dòng)比 805??i ；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)比可達(dá) 1000。 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 材 料的選擇 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)制），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 （ 2）預(yù)拉伸力 tF 根據(jù)材料力學(xué)歐拉公式： NF t lAE 1122u39。?f pF —— 背向磨削力，單位 N W —— 機(jī)床總重，單位 N 因此由前計(jì)算結(jié)果計(jì)算得 ? ? ? ? NWFfF pf 2 88 0 39。 即， 212 ??ZZi ，取 351?Z ， ?m 7012 ??iZZ 分錐角： ??? rc ta n1 i?， ?????? ? 齒寬系數(shù)： ?R? 分度圓直徑： mmmZd ???? mmmZd ???? 外錐距： mmdR i n2 i n2 11 ????? ? 中錐距： ? ? ? ? mmRR Rm ??????? ? 齒寬： mmRb R ???? ? 齒輪中點(diǎn)分度圓直徑： 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 25 ? ? ? ? mmddd Rmm ???????? ? 齒頂高： mmmhh aa ??? 齒根高： mmmhh ff ??? 頂 圓直徑： mmhddd aaa o o s2 11121 ????????? ? 齒根角： ????? 3121 ar c t gRhar c t g fff ?? 齒頂角： ????? 21 ar c tgRhar c tg aaa ?? 頂錐角： ????????? aaa ???? 根錐角： ????????? fff ???? 冠頂距： mmhdAAakk i i n2 11221 ???????? ? 進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)給時(shí)將電機(jī)前的電磁離合器脫開(kāi)嚙合，并且牙嵌式離合器有一半固定，另一半可以隨時(shí)活動(dòng)使得離合器可以靈活的實(shí)現(xiàn)脫開(kāi)以及嚙合，半離合器的活 動(dòng)由緊固在離合器上的緊定螺釘進(jìn)行導(dǎo)向并且起到限位的作用。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 材料的選擇 選擇小齒輪材料為 40Cr（ 調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬 度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 軸承的選擇 根據(jù)《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 — 46 軸承型號(hào)采用 7603030TVP 300?d mm 72?D mm 19?B mm 動(dòng)負(fù)載 NCa 34500? ，預(yù)負(fù)荷NFao 4300? 表 32 軸承參數(shù) 型號(hào) 0d (mm) D (mm) B (mm) 動(dòng)負(fù)載aC ( N ) 預(yù)負(fù)荷aoF (N ) 7603030TVP 30 72 19 34500 4300 軸承的預(yù)負(fù)荷不應(yīng)小于軸承最大載荷的 31 ，絲杠兩端固定，故第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 19 軸承的最大載荷等于拉伸力 tF 加最大外載荷的一半。 （ 2）預(yù)拉伸力 tF 根據(jù)學(xué)歐拉公式： u39。 由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得絲杠所受總的軸向力由公式 )(39。 為了減少滾珠之間的相互摩擦可 以采用間隔滾珠或在閉合回路內(nèi)減少幾個(gè)滾珠的方法，采用間隔滾珠時(shí)，間隔滾珠的直徑比負(fù)載滾珠小數(shù) m?10 ，可消除滾珠之間的摩擦，對(duì)提高滾珠絲杠副的靈敏度有非常明顯的效果。 如果絲杠不轉(zhuǎn)，螺母旋轉(zhuǎn)，則應(yīng)將螺母和齒輪安裝在套筒上，套筒由軸承支撐以承受軸向和徑向力，這就可以避免螺母承受徑向載荷 [23]。 背吃刀量 pa 或徑向進(jìn)給量 rf ：粗磨時(shí)可取 ~ ，精磨時(shí)可取 ~ ，鏡面磨時(shí)可取 ~ 。 第 2 章 手動(dòng)平面磨床的總體設(shè)計(jì) 11 圖 21 手動(dòng)進(jìn)給裝置簡(jiǎn)圖 本章小結(jié) 本章通過(guò)兩個(gè)方案的對(duì)比，確定了最終的設(shè)計(jì)方案。工作臺(tái)由行程開(kāi)關(guān)組成的電氣系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)還設(shè)計(jì)有橫向進(jìn)給手輪和微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)給以及微進(jìn)給，提高加工精度。 第 1 章 緒論 7 本章小結(jié) 通過(guò)了解磨床的分類(lèi)以及工作 原理、組成以及發(fā)展趨勢(shì)，和國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容有了充分的理解，也對(duì)磨床有了初步的認(rèn)識(shí)，明確設(shè)計(jì)方案。 國(guó)內(nèi)手動(dòng)平面磨床生產(chǎn)發(fā)展雖快，但也存在一些問(wèn)題，主要有以下一些 :經(jīng)濟(jì)效益不理想，由于行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈，相互壓價(jià)，而產(chǎn)生成本居高不下；出口存在無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，由于出口渠道多，價(jià)格差異大，換匯率低；生產(chǎn)量增大過(guò)快，終會(huì)使短線(xiàn)變成長(zhǎng)線(xiàn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)進(jìn)口了一些手動(dòng)平面磨床，多數(shù)是滾動(dòng)導(dǎo)軌，如日本獨(dú)資無(wú)錫某公司擁有 17 臺(tái)手動(dòng)平面磨床，多數(shù)采用滾動(dòng)導(dǎo)軌。據(jù)日本大藏省、通產(chǎn)省和日本工作機(jī)械聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì) ,1987 年日本總共生產(chǎn)了 8291 臺(tái)磨床 ,其中平面磨床為 3494 臺(tái) ,占磨床產(chǎn)量的 42 界左右。 美國(guó) 公司 :該公司已有百余年歷史， 50 年代生產(chǎn)工具磨床， 60 年代起生產(chǎn)平面磨床，產(chǎn)品有手動(dòng)、液動(dòng)、數(shù)控平面磨床，第 1 章 緒論 5 其中手動(dòng)平面磨床有 S918BRE 等型號(hào) [14]。手動(dòng)平面磨床已成為這些企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。同時(shí)，在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)條件下，機(jī)床生產(chǎn)的分工十分明確，手動(dòng)平面磨床列人儀表機(jī)床范圍，這些都制約了手動(dòng)平面磨床的發(fā)展。 手動(dòng)平面磨床之所以歷百余年而不衰，甚至在數(shù)控平面磨床發(fā)展相當(dāng)快的現(xiàn)在仍具有強(qiáng)大生命力，這是它具有小型簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠的特點(diǎn)所決定的。 第 1 章 緒論 3 平面磨床中，應(yīng)用較多的是臥軸矩臺(tái)式平面磨床 [ 7]。 適應(yīng)廣泛采用 CBN 砂輪的要 求，磨床向高速高剛度方向發(fā)展。采用特殊的砂輪修整 器 和工藝設(shè)備可以加工曲面和成型表面。為了改善舊磨床的技術(shù)不良狀況，已有很多單位采 用新技術(shù)、新工藝新材料、新結(jié)構(gòu)對(duì)這些陳舊磨床進(jìn)行精化與改造，或者提高了零件的磨削精度和表面光潔度，或提高了生產(chǎn)率，或降低了能源消耗，或減少了環(huán)境污染，收到了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。s demand be very , Be the foundation piece of machine industry, it process the importance of equipments very outstanding. With the development of modern technology, machiner y manufacturing industry is facing a highspeed, high precision and other new challenges, highspeed hi gh precision feed system as the key to one of the CNC , as the main supporting pieces of the bed is essential, and its structure will affect the performance of the machine performance. The rationality of its structure and performance of a direct impact on manufacturing cost CNC lathe。 隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展 , 機(jī)械制造業(yè)面臨著高速度、高精度等新的挑戰(zhàn) , 高速進(jìn)給系統(tǒng)成為高速高精度數(shù)控車(chē)床的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。尤其適合于小工廠(chǎng)、家庭作坊，具有較大的市場(chǎng)容量。 由于進(jìn)給系統(tǒng)剛度低、慣量大 , 難以獲得高進(jìn)給速度和高加速度 ,為了提高高速高精度數(shù)控車(chē)床的定位精度和傳動(dòng)精度 , 除了正確設(shè)計(jì)、選擇進(jìn)給系統(tǒng)部件 , 精確計(jì)算其強(qiáng)度、穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)力矩外 , 還要對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的剛度進(jìn)行 合理 設(shè)計(jì) , 減 少因 剛度 引起 的失 動(dòng)量 , 以 確保 加工 定位精度。ve rtical feed system。磨床一般用于精加工，但也可將毛坯直接磨成成品。磨具為套筒式，砂輪主軸采用滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。臥軸平面磨床多為周邊磨削；立軸平面磨床多為端面磨削。 （ 3）磨頭移動(dòng)型臥軸矩臺(tái)平面磨床。目前，手動(dòng)平面磨床生產(chǎn)量已占全國(guó)平面磨床總產(chǎn)量的三分之一。十幾年來(lái)， HZ— 150 手動(dòng)平面磨床已成為我國(guó)能批量出口的為數(shù)不多的機(jī)床品種之一。但是，手動(dòng)平面磨床由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)它們?nèi)杂休^大需求。 Shipman 公司 540H 手動(dòng)平磨和美國(guó)的一些品牌，如： KOLEE。因此 ,1987 年是日本平面磨床生產(chǎn)減少幅度最大的一年 ,生產(chǎn)量恢復(fù)到 10 年前的水平。機(jī)床的色彩，造東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 型與國(guó)外樣機(jī)也有一定差距 [18 ]。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 對(duì) M250 手動(dòng)平面磨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到提高精度的目的。如圖 21所示： 圖 21 臥軸矩臺(tái)平面磨床 — 拖板移動(dòng)式 設(shè)計(jì)方案二 方案二 :磨頭移動(dòng)式： 磨頭主 軸做垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 原設(shè)計(jì)的 M250 手動(dòng)平面磨床采用的是滑動(dòng)絲杠，并且設(shè)計(jì)了橫東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 向以及縱向手動(dòng)進(jìn)給裝置，相對(duì)精度較低。 手動(dòng)進(jìn)給裝 置 設(shè)計(jì)中的手動(dòng)進(jìn)給裝置包括兩部分，手動(dòng)進(jìn)給和微量進(jìn)給。換言之，磨削用量是在保證磨削溫度較低、磨削表面粗糙度較低的條件下，盡量選取較大的徑向進(jìn)給量 rf 、軸向進(jìn)給量 af 和工件速度 wv 。 因此 磨輪寬度 B=63 mm 砂輪直徑 sd =500 mm 進(jìn)給吃刀量 rmmbasf ?? 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 13 磨削吃刀量 mmap ? 砂輪線(xiàn)速度 1000sss ndv ?? （ 31） 根據(jù)已知砂輪轉(zhuǎn)速 min2850Rns ? 所以 smndv sss 00 00 ????? ? 工件速度 10002 tw Lnv ? （ 32） L— 工作臺(tái)行程長(zhǎng)度 mmL 530? tn — 工作臺(tái)往復(fù)頻率 min10?tn 所以 10530210002 mLnv tw ????? 表 31 切削用量 磨 輪 寬度 B 進(jìn)給吃刀 量 fa 砂 輪 線(xiàn)速度 sv 砂 輪 直徑 sd 磨 削