【文章內(nèi)容簡介】 面與試樣接觸，隨著兩者的相對運動來實現(xiàn)對試樣面的拋光。 主軸電機的選擇 拋光力 對于拋光所需力的大小計算，根據(jù)臥式外圓磨床磨削力大小的計算方法來估算所需拋光力的大小。 外圓磨削的切向力計算經(jīng)驗公式： ????? sawspFt bfvvaCF ?? （ 21） 外圓磨削主磨削力的經(jīng)驗公式的指數(shù)和系數(shù)值 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 材料 α β ? ? CF 淬硬鋼 — 22 未淬硬鋼 21 鑄鐵 20 取 ?? ?? ?? ? = ? = 2. 具體參數(shù)選擇 擬定主軸電動機轉(zhuǎn)速為 min/960rns ? ，工作臺速度為 min/m10v ?w 拋光輪速度 sv 由于拋光輪拋光工件尺寸為 300? mm，選取直徑為 mmds 140? 的拋光輪，則：拋光輪速度為 smsmndv sss /??????? ?? 工件速度 wv 工件速度一般選擇 6m /min— 10m/min 這里我們選擇 10m/min 查閱文獻知 FC 取 20 4）拋光力大小 由以上確定的參數(shù)，根據(jù)公式（ 21）得： ????? sawspFt bfvvaCF ?? = 5)拋光功率 mP 主運動消耗的功率為 kwkwkwvFP stm ???? 6)拋光輪電機功率 hP 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 電動機與砂輪的連接通過聯(lián)軸器與軸承，查閱《機械設計手冊》取 ?軸承? ?聯(lián)軸器? 則 9 5 22 ????? 軸承聯(lián)軸器 ??? m 因此拋光輪電機功率 kwkwPP mmh ??? ? 選擇電動機 由于存在很多未知摩擦 這里選擇 Y 系列（ IP44）三相異步電動機（ JB/T9616—1999），電動機技術(shù)數(shù)據(jù)表見下圖 主電動機技術(shù)數(shù)據(jù)表 型號 額定 功率 /kw 電動機轉(zhuǎn)速 r/min 效 率 /% 功率 因數(shù) 重量 /kg 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 同步 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 Y100L6 1000 940 33 電動機主要外形和尺寸以及示意圖 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 中心高 H 外 形 尺寸HDADL ?? 底角安裝尺寸 BA? 地腳螺栓孔直徑 K 軸身尺寸ED? 裝鍵部位尺寸DGF ?? 100 245180380 ?? 140160? 12 28x60 28248 ?? 工作臺電動機選擇 在拋光的過程中，消耗的功率由公 FVP? 式 V已知， 先求 F。 由拋光輪的功率 N=FS rn 式中 F S 拋光輪與工件的摩擦力， r 為拋光輪的半徑， n 為拋光輪的轉(zhuǎn)速，代入已知參數(shù)求得： FS = NPRNN 00x14 0 x a ?? ? 則工件進給的功率為 PW = 4 9 . 8 wx 1 0 m /m ??FV 分析 ：由于從電動機驅(qū)動工作臺前后移動的過程中，運動傳遞有大量損失，因此在計算電機輸出功率時應該考慮一下方面： 軸承效率取 ， ?? 聯(lián)軸器效率 ， ?? 齒輪齒條傳動效率，取 ?? 考慮導軌摩擦損失一般為 15％ 20％ 取消率 ?? 同時考慮帶動工作臺移動的同青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 時，也帶動了左右移動導軌及電機，電磁吸盤等附件的移動，真正用于工件的效率很小取為 ?? ，則可以計算出電機的輸出功率為： KWXXXPP W 3 ??? ? 由于一般電機沒這么小 的功率，同時轉(zhuǎn)速一般較高，要想獲得很小的工件速度需要經(jīng)過多極減速這樣是不經(jīng)濟的同時結(jié)構(gòu)也會變得比較復雜， 先分析如下 [1]直接使用直線電機來帶動工作臺：直線電機可以直接傳輸直線運動，并且高速響應，由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應時間常數(shù)較大的機械傳動件（如絲杠）使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應性能大大提高，反應異常靈敏快捷。直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機械機構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙以及誤差，減少了插補運動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋裝置控制，即可大大提高機床的定位精度。直線電機剛度 高，由于“直接驅(qū)動”，避免了啟動，變速和換向時因中間環(huán)節(jié)的摩擦磨損，彈性變形個反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象，同時提高了了其傳動剛度。直線電機的選擇速度寬，加減速過程短。直線電機運動安靜噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導軌又可才有滾動導軌或磁墊懸浮導軌（無機械接觸），其運動時噪音將大大降低。直線電機效率高由于無中間環(huán)節(jié)，消除了機械摩擦時的能量損耗，傳動效率大大提高。由于直線電機的造價很高，從經(jīng)濟角度出發(fā)考慮到無法設計出來在社會上大規(guī)模推廣，并且拋光的精度沒有要求那么高，所以最后放棄了這種設計方案。 [2]通過伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠來帶動工作臺：伺服電機是指伺服系統(tǒng)指機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電可以控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應，并在控制系統(tǒng)中，用做執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小，線性度高，使動電壓等特性，可把所受到的信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機的主要特點是電壓信號為零是無自傳現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是一個億滾珠作為滾動媒介的滾動螺旋傳動 的體系，滾珠絲杠可以把直線運動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運動。滾珠絲杠的傳動效率高，滾珠絲杠的傳動效率高達 90%到 98%，為傳統(tǒng)的滑動絲杠系統(tǒng)的 2 到 4 倍，所以一較小的扭矩可以得到較大的推力，亦可以由回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。滾珠絲杠傳動平穩(wěn)，滾珠絲杠系統(tǒng)傳動為點接觸滾動運動，工作中摩擦阻力小，靈敏度高，啟動時無震顫，低速時無青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 爬行現(xiàn)象，因此可精密的控制微量進給。滾珠絲杠精度高，滾珠絲杠系統(tǒng)傳動中溫升較小，并可預緊消除軸向間隙和對絲杠進行預拉伸以補償熱拉伸，因此可以獲得較高的定位精度和重復定位精度。滾珠絲杠高耐性，鋼球滾動接觸處 應經(jīng)硬化處理（ hrc58~63），并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過程純屬滾動，相對磨碎甚微，故具有較高的使用壽命和精度保持性，滾珠絲杠同步性好。滾珠絲杠可靠性高滾珠絲杠與其他機械相比，滾珠絲杠的故障率很低，維修保養(yǎng)也比較簡單，只需要進行一般的潤滑和防塵。在特殊 場合可在無潤滑狀態(tài)下工作。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)采用歌德式（ Gothic arch）溝槽形狀使鋼珠與溝槽到達最佳接觸以便輕易走轉(zhuǎn)。若加入適當?shù)念A緊力，消除軸向間隙，樂意使?jié)L珠有更加剛性，減少滾珠和螺母絲杠之間的彈性變形，達到最高精度。由于伺服電機帶動滾珠絲杠的造 價很高，從經(jīng)濟的角度考慮無法設計出來在社會上大力推廣，并且拋光機的精度沒有必要那么高，所以放棄了這種設計方案。 [3]普通的三相電動機通過減速來帶動齒輪齒條從而帶動工作臺：這其中的減速可以通過三級齒輪減速，或者直接選個標準的減速器來帶動軸和齒輪齒條。齒輪傳動是利用雙齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動。按齒輪軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動，相交軸圓柱齒輪傳動和交錯軸螺旋齒輪傳動。具有結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，壽命長，速度和尺寸范圍大的優(yōu)點。經(jīng)過計算齒輪減速大約經(jīng)過三級或四級齒輪減速才可到達理想的速度 ，這樣從設計生產(chǎn)的角度看不方便生產(chǎn)推廣，并且減速系統(tǒng)的占用空間很大，所以不易選用此種設計方案。 [4]通過 ICJ 系列齒輪減速三相異步電動機來驅(qū)動齒輪齒條從而帶動工作臺：齒輪減速電機是一種動力傳遞機械，其實利用各級齒輪來達到降速目的。齒輪減速機適合低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的環(huán)境，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器將電機的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所需要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩。齒輪減速機在減速的同時能提高輸出轉(zhuǎn)矩，而齒輪的減速機的扭矩輸出比例是按電機輸出乘以減速比所得，但要注意的是不能超出額定扭矩。此外，齒輪減速機在正式投入使用前，必須進行負 荷試運轉(zhuǎn)以及空載運轉(zhuǎn)。進行試運轉(zhuǎn)的目的是要確定齒輪減速機在運轉(zhuǎn)過程中是否有異?，F(xiàn)象，待確定無異?，F(xiàn)象后方可進行使用。齒輪減速電機是指減速機和電機的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達或齒輪電機。齒輪齒條傳動可以將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，并且其承載力大，傳動精度高，可達 ，可隨意改變對接長度，傳動的速度選擇的范圍大。加工的安裝的要求的精度低，磨損后對其性能影響小，齒條是由標準外齒輪的齒數(shù)增加到無青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 窮多時，齒輪式的基圓和其他圓都變成了相互平行的直線，同側(cè)漸開線齒廓也變成了相互平行的斜直線齒廓。 總 結(jié)以上幾個備選方案：通過 yjc 系列的齒輪減速三相異步電動機通過聯(lián)軸再連接器與軸連接，軸上安裝齒輪，通過齒輪和齒條嚙合，讓齒條與工作臺焊接，在接頭上通過螺栓和螺母再連接一次。這種設計方案從功能角度上講可以完成拋光機所需的功能，并且其粗糙度達到要求。從經(jīng)濟的角度上講造價合適，適合在社會上大力推廣應用，選用 YJC 系列的減速電機是一種標準的驅(qū)動系統(tǒng)，可以滿足速度的要求且省去了減速器的部分，占用空間大大減小，結(jié)構(gòu)緊湊。其特點如下 同軸式斜齒輪減速電機結(jié)構(gòu)緊湊 ,體積小 ,造型美觀 ,承受過載能力強。 傳動比分級精細 ,選擇范圍廣 ,轉(zhuǎn)速型譜寬 ,范圍 i=228800。 能耗低 ,性能優(yōu)越 ,減速器效率高達百分之九十六 ,振動小 ,噪音低。 通用性強 ,使用維護方便 ,維護成本低 ,特別是生產(chǎn)線 ,只需備用內(nèi)部幾個傳動件即可保證整線正常生產(chǎn)的維修保養(yǎng)。 采用新型密封裝置 ,保護性能好 ,對環(huán)境適應性強 ,可在有腐蝕、潮濕等惡劣環(huán)境中連續(xù)工作。 本系列產(chǎn)品可匹配普通 Y 系列、 Y2 系列、起重電機、防暴電機、制動電機、變頻電機、直流電機、戶外型專用電機等各種電機。 在這里我們選擇 Y 系列電機 示意圖如下 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 因此最優(yōu)的方案是選擇齒輪減速電 機，根據(jù)上述參數(shù)我們選取 YJC 系列三相異步電動機（ JB/T ）通過查機 機械設計手冊得其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表： 機座號 電動機功率 輸出轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 電動機代號 132 35r/min 487Nm YCJ32/Y90SF24 D E F G M ?? 110? 5 12 ? 265 N P R S Tmax ?? 300 0 15 4 凸緣孔數(shù) 39。S HF LJ 規(guī)格代號 4 M12 310 355 8104 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 端蓋號 AD 39。HD HM LM F3 155 無 吊環(huán)螺釘 140 305 齒輪減速電機結(jié)構(gòu)示意圖 第 3 章 主要零件的設計及校核 拋光輪是拋光機上直接起拋光作用的部件。因此，拋光輪是直接影響拋光效率和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。常見的拋光輪是用數(shù)十層纖維織物通過膠粘而成的布輪或氈輪，最外層表面根據(jù)不同的工藝規(guī)范膠粘上一種或數(shù)種硬質(zhì)顆粒物。還有有特殊織物，如用尼龍纖維或布料制成的外面不膠粘硬質(zhì)顆粒的布輪。 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 拋光輪的種類和型號 拋光輪用各種棉布，細毛氈，皮革特種紙等材料制成，分為縫合 式，非縫合式，褶皺式。具體參照下表 1 表 種類 組成 縫合方式 特點 用途 縫合式 用粗平布，麻布，細平布等縫合 同心圓式，螺旋式，徑向式，徑向弧形式，方形式 根據(jù)縫合密度和布料的不同，制成不同硬度的拋光輪。 用于粗磨，適應于各種形狀較簡單的品 非縫合式 用細軟棉布制成