【正文】 02 21 ????? （ 1）按齒面疲勞強度校核 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 6001lim ?? 大齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 5502lim ?? 由公式（ 316）計算循環(huán)次數(shù) ? ? 911 ????????? hjLnN 第 3 章 進給機構(gòu)設(shè)計計算 31 9912 ????? iNN 由《 機械設(shè)計使用手冊 》圖 1019 查得，接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ?HNK 計算接觸疲勞許用應(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 為了使機床結(jié)構(gòu)緊湊，且金屬切削機床的齒輪傳動，若傳遞的功率不大時 d? 可小到 所以，取齒寬系數(shù) ?d? 由公式 1db d?? 計算得 mmb 20? ?i ?? KKKKK vA? 由《 機械設(shè)計使用手冊 》表 102 查得，使用系數(shù) 1?AK 根據(jù) smndv 11 ?? ????? ? ， 7 級精度 由圖 10— 8 查得動載荷系數(shù) ?vK 假設(shè) mNbFK tA 100? ，由表 10— 3 查得 ?? ?? FH KK 由表 104， 7 級精度小齒輪相對支撐非對稱布置 查得 ? ? bK ddH 322 ??????? ??? ? ? 322 ????????? ??HK 4 ?????? ?? HHvA KKKKK 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 32 ? ?12 41 HH MP a ?? ????? ?????? 所以，齒面接觸疲勞強度滿足要求。 （ 1）選擇蝸桿傳動類型 根據(jù) GB/T10085— 1988 的推薦采用漸開線蝸桿 （ 2）選擇材料 考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，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。在動力傳動中，一般傳動比 805??i ；在分度機構(gòu)或手動機構(gòu)的傳動中，傳動比可達(dá) 300；若只傳遞 運動，傳動比可達(dá) 1000。 減速機構(gòu)的設(shè)計與計算 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 —— 機床總重，單位 N 因此由前計算結(jié)果計算得 ? ? ? ? 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 ???? ? 齒輪中點分度圓直徑： 第 3 章 進給機構(gòu)設(shè)計計算 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 ???????? ? 進行手動進給時將電機前的電磁離合器脫開嚙合，并且牙嵌式離合器有一半固定，另一半可以隨時活動使得離合器可以靈活的實現(xiàn)脫開以及嚙合，半離合器的活 動由緊固在離合器上的緊定螺釘進行導(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)計論文 20 減速機構(gòu)的設(shè)計與計算 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)《實用機床設(shè)計手冊》表 — 46 軸承型號采用 7603030TVP 300?d mm 72?D mm 19?B mm 動負(fù)載 NCa 34500? ，預(yù)負(fù)荷NFao 4300? 表 32 軸承參數(shù) 型號 0d (mm) D (mm) B (mm) 動負(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 進給機構(gòu)設(shè)計計算 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《實用機床設(shè)計手冊》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)減少幾個滾珠的方法，采用間隔滾珠時，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 或徑向進給量 rf ：粗磨時可取 ~ ，精磨時可取 ~ ，鏡面磨時可取 ~ 。 第 2 章 手動平面磨床的總體設(shè)計 11 圖 21 手動進給裝置簡圖 本章小結(jié) 本章通過兩個方案的對比，確定了最終的設(shè)計方案。工作臺由行程開關(guān)組成的電氣系統(tǒng)控制電動機的正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)工作臺的往復(fù)運動。此橫向進給運動還設(shè)計有橫向進給手輪和微量進給機構(gòu)，可以實現(xiàn)手動進給以及微進給，提高加工精度。 第 1 章 緒論 7 本章小結(jié) 通過了解磨床的分類以及工作 原理、組成以及發(fā)展趨勢，和國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和趨勢，對設(shè)計內(nèi)容有了充分的理解，也對磨床有了初步的認(rèn)識，明確設(shè)計方案。 國內(nèi)手動平面磨床生產(chǎn)發(fā)展雖快，但也存在一些問題，主要有以下一些 :經(jīng)濟效益不理想，由于行業(yè)內(nèi)競爭激烈，相互壓價，而產(chǎn)生成本居高不下；出口存在無序競爭現(xiàn)象，由于出口渠道多，價格差異大，換匯率低；生產(chǎn)量增大過快，終會使短線變成長線。近年來，國內(nèi)進口了一些手動平面磨床，多數(shù)是滾動導(dǎo)軌，如日本獨資無錫某公司擁有 17 臺手動平面磨床，多數(shù)采用滾動導(dǎo)軌。據(jù)日本大藏省、通產(chǎn)省和日本工作機械聯(lián)合會統(tǒng)計 ,1987 年日本總共生產(chǎn)了 8291 臺磨床 ,其中平面磨床為 3494 臺 ,占磨床產(chǎn)量的 42 界左右。 美國 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、液動、數(shù)控平面磨床，第 1 章 緒論 5 其中手動平面磨床有 S918BRE 等型號 [14]。手動平面磨床已成為這些企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。同時，在計劃經(jīng)濟條件下，機床生產(chǎn)的分工十分明確，手動平面磨床列人儀表機床范圍，這些都制約了手動平面磨床的發(fā)展。 手動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)在仍具有強大生命力，這是它具有小型簡單、實用可靠的特點所決定的。 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)對這些陳舊磨床進行精化與改造，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 , 機械制造業(yè)面臨著高速度、高精度等新的挑戰(zhàn) , 高速進給系統(tǒng)成為高速高精度數(shù)控車床的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。尤其適合于小工廠、家庭作坊，具有較大的市場容量。 由于進給系統(tǒng)剛度低、慣量大 , 難以獲得高進給速度和高加速度 ,為了提高高速高精度數(shù)控車床的定位精度和傳動精度 , 除了正確設(shè)計、選擇進給系統(tǒng)部件 , 精確計算其強度、穩(wěn)定性和驅(qū)動力矩外 , 還要對進給系統(tǒng)的剛度進行 合理 設(shè)計 , 減 少因 剛度 引起 的失 動量 , 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）磨頭移動型臥軸矩臺平面磨床。目前，手動平面磨床生產(chǎn)量已占全國平面磨床總產(chǎn)量的三分之一。十幾年來， HZ— 150 手動平面磨床已成為我國能批量出口的為數(shù)不多的機床品種之一。但是，手動平面磨床由于結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，發(fā)達(dá)國家對它們?nèi)杂休^大需求。 Shipman 公司 540H 手動平磨和美國的一些品牌，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。機床的色彩，造東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 6 型與國外樣機也有一定差距 [18 ]。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容 對 M250 手動平面磨床的進給機構(gòu)進行改進，以達(dá)到提高精度的目的。如圖 21所示： 圖 21 臥軸矩臺平面磨床 — 拖板移動式 設(shè)計方案二 方案二 :磨頭移動式： 磨頭主 軸做垂直進給運動以及橫向進給運動，工作臺做縱向進給運動。 原設(shè)計的 M250 手動平面磨床采用的是滑動絲杠，并且設(shè)計了橫東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 向以及縱向手動進給裝置，相對精度較低。 手動進給裝 置 設(shè)計中的手動進給裝置包括兩部分，手動進給和微量進給。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給量 rf 、軸向進給量 af 和工件速度 wv 。 因此 磨輪寬度 B=63 mm 砂輪直徑 sd =500 mm 進給吃刀量 rmmbasf ?? 第 3 章 進給機構(gòu)設(shè)計計算 13 磨削吃刀量 mmap ? 砂輪線速度 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— 工作臺行程長度 mmL 530? tn — 工作臺往復(fù)頻率 min10?tn 所以 10530210002 mLnv tw ????? 表 31 切削用量 磨 輪 寬度 B 進給吃刀 量 fa 砂 輪 線速度 sv 砂 輪 直徑 sd 磨 削