【正文】 系統(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，可滿足各種機械傳動要求，無爬行現(xiàn)象，始終保持運動的平穩(wěn)性和靈敏性。具體講有三個方面： （ 1） 高速化：產(chǎn)品工作效率的高低，直接與機械傳動部分的運動速度相關。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。 軸承的選擇 蝸桿軸使用一對圓錐滾子軸承，如圖 所示，圓錐滾子軸承主要承受以徑向為主的徑、軸向聯(lián)合載荷。 ????????????（ ） 簡化蝸桿上的載荷和支承形式。FP 70MPa? ? 按 10LN ??，由 [1]圖 51 查得 ? 39。39。 ?????（ ） 上式中 v? 由 [1]表 529 查得 39。39。39。 2． 蝸輪蝸桿的材料 蝸輪蝸桿的材料不僅要具有足夠的強度，更重要的是應具有良好的跑合性、減磨性及耐磨性。30? 。 根據(jù) 1 3000 /minrn? ， i= 和 Z 型帶，查 [2]表 84b 得 0=? 。 3. 確定帶輪基準直徑 d 并驗算帶速 1） 初選小帶輪的基準直徑 1d 。 圖 電磁轉(zhuǎn)差離合器的電磁轉(zhuǎn)矩及磁場分布 電流在磁場中流過受力廠，使電樞受到逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩 M 。 根據(jù)設計要求，電動機的輸出功率 kw? 選定電動機的額定功率 kw? 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 15 電動機轉(zhuǎn)速的計算 39。 而方案二中電機通過帶傳動直接 通過蝸輪蝸桿傳動 ，機床振動減小 , 運行平穩(wěn) , 這樣主軸與軸瓦之間的間隙可以維持正常水平 , 潤滑良好 , 延長了主軸的使用壽命， 使用轉(zhuǎn)差離合器達到了無級調(diào)速的任務要求， 同時省去齒輪 、離合器等部件 等備件。在用金剛刀修整導輪時，導輪的轉(zhuǎn)速應該提高。計算機數(shù)控技術(shù)作為實現(xiàn)磨床綜合自動化的關鍵手段，不僅被用于磨削進給與砂輪修整各種運動的控制，而且被用于各種輔助運動控制。無心磨削自動化的內(nèi)容有：工件上下料自動化，自動測量，自動進給，砂輪和導輪的自動修整以及砂輪的自動平衡等。 （ 3）高精度磨削。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 80m／ s 的砂輪線速度。 (2)運動學和動力學分析 從 20 世紀 50 年代斯姆尼洛斯基、 60 年代米津榮、 70 年代王玉昆到80 年代錢安宇和 90 年代 夏新濤，他們對無心磨削過程中，工件的運動和受力狀態(tài)進行了詳細的推導和分析，使得對工件的運動和受力狀態(tài)的研究逐漸成熟并區(qū)域完善。為了從本質(zhì)上描述無心磨削上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 9 成圓機理， 提出了諧波的頻譜圖法，研究系統(tǒng)對諸次諧波的頻率響應問題。這種理論之所以稱為靜態(tài)成圓理論，是因為它除了考慮幾何關系外，還引進了系統(tǒng)靜剛度因素。在符 如果不調(diào)整磨削角度，那么不能形成螺旋線，工件在通磨的時候不能往前移動，只用于停止磨削。從整個磨削過程來看，若磨削短小工件，則工件的線速度 0||wV 和導輪的線速度 0||cV 都沿導輪軸線變化，但二者的變化規(guī)律完全不同。導輪的作用是引導和控制工件的運動，它和工件的接觸點 2上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 6 叫做控制點。有無心外圓磨削和無心內(nèi)圓磨削。在一般的機械制造廠中，金屬切削機床約占生產(chǎn)設備的 60%以上。 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。本設計在充分了解無心磨削原理的基礎上，通過總結(jié)前人的設計經(jīng)驗，進行無心磨床導輪架及修整器的結(jié)構(gòu)設計。 磨床是金屬切削機床的一種?？赡ハ鲌A柱表面和圓錐表面、回轉(zhuǎn)體工件內(nèi)外表面。托板是用來支承工件的，它和工件的接觸點 3 叫做支承點。這至少說明工件的運動不僅僅取決于導輪。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 7 磨削角度的作用：導輪修整后形成的內(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 。波 動態(tài)成圓理論是比較完善的無心磨削成圓理論。日本學者對有局部缺口的工件進行無心磨削研究，對頻譜圖法的發(fā)展有十分重要的意義，但沒有建立諧波分布函數(shù)，不能有針對性地控制顯著 (較大 )諧波和諧波分布狀態(tài)。這些研究不僅具有理論價值，而且可以解釋生產(chǎn)中的現(xiàn)象，受到人們極大的關注。 高速磨削的特點是可以提高生產(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。高精度磨削后的工件在形狀精度、位置精度、尺寸精度，粗糙度和波紋度等方面都具有很高的精度 (質(zhì)量 )級別。 在機床設計過程中，實現(xiàn)磨床綜合自動化不可或缺的一個重要手段是，配置自動上下料機構(gòu)。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 12 2 方案論證 目前異步電動機調(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，繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻等方法；② 改變旋轉(zhuǎn)磁勢同步 轉(zhuǎn)速調(diào)速，包括有改變定子極對數(shù)，改變電源頻率等方法；③ 串級調(diào)速；④ 利用轉(zhuǎn)差離合器。為此，可將離合器 M 向下捏合，電動機則通過鏈輪 z z2 和一對螺旋齒輪 z z5 而驅(qū)動導輪。 因此，選擇方案二更有利于導輪傳動系統(tǒng)。 39。電樞由異步電動機拖著同速轉(zhuǎn)動， M 就是與異步電動機輸出轉(zhuǎn)矩相平衡的上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 17 阻轉(zhuǎn)矩，磁極則受到與電樞同樣大小，相反方向的電磁轉(zhuǎn)矩，也就是順時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，在它的作用下，磁極部分以及負載便順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為 n180。由 [2]表 86 和表 88，取小帶輪的基準直徑 1d =68mm。 查 [2]表 85 得 ? ? ，表 82 得 ? ，于是 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 19 ? ? ? ?00 0 . 5 5 0 . 4 5 6. 1 . 2 5 0 . 0 3 0 . 9 5 0 . 9 9d LPz P P K K?? ? ?? ? ? ? ? ???????（ ） 取 1 根。 （ 4）各帶輪軸線應相互平行，各帶輪行對應的 V 型槽對稱平面應重合，誤差不得超過 39。蝸桿一般用碳鋼或者合金鋼制成，對于不太重 要的傳動及低速中載蝸桿，可采用 40和 45鋼等，經(jīng)調(diào)質(zhì)硬度在 220~300HBS。114 2 . 5a r c t a n a r c t a n 1 5 4 3 5 53 5 . 5zmd? ?? ? ? 。1 39。143v? ?。36 60c os c os 15 43 55n zz ?? ? ?。 0 . 6 7 7 0 4 6 . 9F P N FPY M P a??? ? ? ? ?????????????（ ） （ 4）計算彎曲應力 F? 2121640 1 6 4 0 1 1 8 . 3 1 . 5 9 0 . 8 7 5 . 2 03 5 . 5 9 0 2 . 5F F SKT YYd d m ?? ??? ? ? ? ??? F FP??? ，滿足抗彎強度條件 9. 其他幾何尺寸計算 （ 1）齒形角和頂隙 ZA 蝸桿， 20xa? 。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。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。滑動軸承應用場合一般在低速重載工況條件下，或者是維護保養(yǎng)及加注潤滑油困難的運轉(zhuǎn)部位。因此，機械傳動機構(gòu)應能適應高速運動的要求 。 ③ 傳動精度高 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 ,絲杠副工作時溫升 和熱變形小 ,容易獲得較高的傳動精度 . ④ 使用壽命長 滾珠是在 淬 硬的滾道上作滾動運動 ,磨損極小 ,期使用后仍能保持其精度 ,因而壽命長 ,且具有很高的可靠性 .其壽命一般比滑動上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 32 絲杠要高 5~6倍 . 因此在 X向選擇滾珠絲杠副作為傳動元件 . Y 向傳動機構(gòu)的確定 （ 1） Y向減速裝置的選擇 Y向傳動的特點是 : 電動機輸出軸與進給螺桿平行 .齒輪傳動較適合于平行軸間傳遞運動及動力 ,且具有以下特點 : ① 瞬間傳動比恒定 ② 傳動比范圍大 ③ 速度和傳遞功率的范圍大 可用于高速 ,中速和低速的傳動 ,功率可從小于 1W ～ 510kW ④ 傳動效率高 一對高精度的漸開線圓柱齒輪 ,效率可達 99%以上 . ⑤ 結(jié)構(gòu)緊湊 適用于近距離傳動 . 齒輪傳動可分為漸開線圓柱齒輪傳動 ,圓弧齒輪傳動，圓錐齒輪傳動，準雙曲面齒輪傳動等多種類型，考慮到傳動效率及加工難度等因素， Y向減速裝置確定使用漸開線齒輪、減速器。 圖 液壓系統(tǒng)示意圖 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 34 修整器 導軌 設計 導軌的作用是當運動件沿著承導件作直線運動時，承導件上的 導軌 起支承和導向的作用，即支承運動件和保證運動件在外力（載荷及運動件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進行直線運動。影響它的因素有：導軌的幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動壓 和靜壓導軌的油膜厚度、油膜剛度等。滑動導軌的截面形狀、特點及應用有： (1)平面環(huán)形導軌 :承載能力大 ,工作精度高、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，但只能承受軸向載荷，必須與主軸聯(lián)合使用，由主軸承受徑向載荷。 如圖 所示， 燕尾形導軌的調(diào)整及夾緊較簡便，用一根鑲條可調(diào)節(jié)各面的間隙，且高度小，結(jié)構(gòu)緊湊；但制造檢驗不方便，摩擦力較大，剛度較差。除此之外為提高鑄鐵導軌的耐磨性，常對導軌表面進行淬火處理。常用的潤滑油有機油，精密機床液壓導軌油和變壓器油等。使用破裂的金剛石參加修整時不易脫落。導輪架的結(jié)構(gòu)設計重點在于兩個傳動系統(tǒng)間傳動比的合理分配，使之達到最高效率的運轉(zhuǎn)。在老師的指導下，我順利地完成了本次畢業(yè)設計的全部任務。使用從機床試驗模態(tài)分析（ EMA）中得 到的結(jié)果作為參考，采用有限元（ FE）模型進行驗證，并提高使用相關性和更新技術(shù)。這些研究顯示了幾何動態(tài)不穩(wěn)定性的產(chǎn)生原因。此模型的優(yōu)點是它的簡單性，但也是有限的，因為機器是由幾個假設的無限元作為機床的剛性部件，磨削砂輪和砂輪頭，所以它不能充分地模擬工件切割點和砂輪的接觸點之間的力傳遞的路徑。 該模型準確地預測了機器的不同元件的彈性慣量及其屬性。 通過 LMS CadaX 軟件的分析得到頻響函數(shù)的分析數(shù)據(jù)，在所需頻率范圍內(nèi)獲得 10 個自然頻率模式的形狀和阻尼因子。在此表中，由于開發(fā)這項工作的重要性，已經(jīng)強調(diào)四個值相對應的 MAC 應該盡可能多的配對模式的形狀。關節(jié)有很多不確定性，使精確建模變得十分困難。在預測的動態(tài)響應機的操作條件下，分別觀察不同組件的實際行為。動態(tài)不穩(wěn)定性源于再生過程和動態(tài)結(jié)構(gòu)的相互作用。模擬與加工測試獲得的結(jié)果相比之后，它被證明模型可以準確地預測無心磨床的動態(tài)行為，特別是關于振動。值此論文完成之際，謹向?qū)煴硎局孕牡母兄x，并感謝同組同學對我的合作和支持。在蝸輪蝸桿的設計方面，選擇了合理的蝸輪蝸桿尺寸，同時對蝸桿軸以及蝸輪主軸的疲勞強度校核和剛度校核。 根據(jù)其不同的排列和結(jié)構(gòu) ,形成多種規(guī)格的金屬筆 ,以適應不同磨床的砂輪修整。 關于潤滑方法，對于載荷不大 、導軌面較窄的精密儀器導軌，通常只需直接在導軌上定期地用手加油即可，導軌面也不必開出油溝。這主要是潤滑油的分子吸附在導軌接觸表面，形成厚度約為 ～ 的一層極薄的油膜，從而阻止或減少導軌面間直接接觸的緣故。 圖 本課題修整器導軌設計方案 目前導軌常用的材料有鑄鐵、鋼、非鐵金屬、和塑料等。 (2)椎面環(huán)形導軌 :可以承受一定徑向載荷，工藝性差。低速運動的平穩(wěn)性與導軌的結(jié)構(gòu)和潤滑，動、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導軌的剛度等有關。根據(jù)導軌的設計要求 —— 導向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等來設計 導軌的結(jié)構(gòu)形狀。 液壓傳動系統(tǒng)設計 本機床的液壓系統(tǒng)只用于修整磨削輪和導輪時修整的往復運動，及工件橫進給磨削時的推料動作。 （ 3） 小型化、輕量化：隨著 機電一體化系統(tǒng)精密化、高速化的發(fā)展，必然要求其傳動機構(gòu)小型輕量化，以提高運動靈敏度、減小沖擊、降低能耗。其主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。圓錐滾子軸承能夠承受一個方向的軸向載荷，能夠限制軸或外殼一個方向的軸向位移。雙支座的蝸桿軸系簡化為鉸鏈雙支點梁，如圖 所示。 39。 39。 39。39。 39。 綜合考慮，在本機構(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。 （ 5）帶裝入輪槽前，應先調(diào)小中心距，不得強行撬入。 大帶輪的基準直徑為 95mm，外徑為 100mm，底徑為 80mm。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設計 18 3） 計算大帶輪的基準 直徑 21 68 i d m m m m? ? ? ? ?????????????????（ ） 根據(jù) [2]表 88，圓整為 2d =95