【文章內(nèi)容簡介】 圖 磨削力示意圖 tF—— 切向磨削力 (N)； pa 吃刀量 (mm)； sV 砂輪線速度（ m/s）； wV 工件縱向進(jìn)給速度（ m/min）； 由于本機(jī)床既要求能加工普通鋼材，又要能加工硬脆陶瓷材料；所以計(jì)算切削功率時(shí)分為兩種情況。 （ 1）當(dāng)磨削普通鋼材時(shí)，平面磨削力的公式為： tF＝ 28282 w sa v v? [9] （ ） 由公式（ ）得： tF＝ 28282 w sa v v? ＝ 0 .8 6 0 .4 4 1 .0 62 8 2 8 2 0 . 0 2 2 5 3 1 . 4 ?? ? ? ＝ 105N 15 其中 pa = 為磨床加工的最大磨削量； wV ＝ 25 為磨床工作臺(tái)最大進(jìn)給速度； 由經(jīng)驗(yàn)公式 [9]可知：徑向力 nF =1000N 砂輪所受的的軸向力很小，在這里忽略不計(jì)。 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)所受的垂直力 1F 等于砂輪所受的徑向力，由于實(shí)際中 ? 角很小，所以縱向機(jī)構(gòu)所受的軸向力 2F 約等于砂輪的切向力。 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)軸向所受的合力為： 21 )( FmgFF ??? ? [9] () 由公式（ ）得： 21 )( FmgFF ??? ? tn FmgF ??? )(? 105)5001010 00( ????? N705? .加工時(shí)縱向最大進(jìn)給速度 V=縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削功率為： kwVFp ????? 當(dāng)磨削硬脆材料時(shí)，在同樣的工作條件下，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)， nF ＝ 1000N， nF /tF=20, tF=50N, 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)軸向所受的合力為： 21 )( FmgFF ??? ?[9] （ ） 由公式 ()可得 NFmgFFmgFFtn6 5 050)5 0 0101 0 0 0()()( 21?????????????? 16 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削功率為： kwvFp ????? 電動(dòng)機(jī)選用 綜合以上兩種磨削方式，選取磨削功率 tp ＝ 。由于機(jī)床設(shè)計(jì)選擇的數(shù)控系統(tǒng)是西門子 SINUMERIK802D 型，所以選擇與選擇與西門子數(shù)控系統(tǒng)相匹配的 IKF6 伺服電機(jī)。 滾珠絲桿副選用與校核 1．工作壽命選擇 查表取 Th=15000h[9] 2．等效負(fù)荷和等效轉(zhuǎn)速 ⑴ 等效負(fù)荷計(jì)算 導(dǎo)軌摩擦力： fF =181。W[9] （ ） 由公式（ ）可得 fF =181。W = 5000 =500N 軸向力： 1000N 切向力： 105N Fm=500+1000+100=1605N ⑵ 等效轉(zhuǎn)速計(jì)算 伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 maxn =3000r/min 絲桿轉(zhuǎn)速 sn =3000 5230 =2143r/min 絲桿導(dǎo)程 mmPh 1 4 31 0 0 025 ???，取 mmPh 12? 17 絲桿轉(zhuǎn)速 快速移動(dòng) 2143r/min 一般加工 800r/min 精密加工 400r/min 調(diào)整 50r/min 等效轉(zhuǎn)速 m i n/52020025501004040010030800100 52143 rnm ????????? 3．絲桿選擇 ⑴ 等效軸向動(dòng)負(fù)荷 查表得 ?tf ?af ?wf 1?hf ?kf 3161060 ??????? mhkahtmmae nTffff fFC[9] （ ） 由公式（ ）得 3161060 ??????? mhkahtmmae nTffff fFC 2 1 5105 2 01 5 0 0 060 6 0 0 316??????? ????? ?? 查表選擇插管埋入式雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲桿副，型號(hào)為 ，aC =25837N， NCoa 56808? ， NKc 951? ，螺母長度 L=151mm，余程為 45mm[9] 螺紋長度 mmL u 990991452151750 ?????? 支承跨踞 mmL 11001 ? 絲桿全長 mmL 1200? 采用 FF 式支承，絲桿一般不會(huì)受壓縮力作用，可不校核壓桿穩(wěn)定性。 絲桿彎曲振動(dòng)臨界轉(zhuǎn)速： 2222991 0 ccr Ldfn ?[9] （ ） 18 查表得 ?f mmDdd w ??????? mmmLc 9 7 7 52 9 9 01 2 0 04521 5 17 5 0 ??????? 由公式（ ）得 m i n/2 1 4 3m i n/5 6 7 49 7 0 2 4 3 3 9 1 0 22 rrn cr ????? 預(yù)拉伸量：取溫升為 C? ； 螺紋伸長量： 1tLLu ????[9] （ ） 由公式（ ）得 1tLLu ???? m? 6? ????? 絲桿全長伸長量： 1tLl ????[9] （ ） 由公式（ ）得 1tLl ???? m? 6? ????? 取預(yù)拉伸量 mml 39。 ?? 預(yù)拉伸力： LuAEtFl 39。?? [9] （ ） 由公式（ ）得 LuAEtFl 39。?? 19 NN31 6 0 04 4 1 2 2 4 3 41045 1126????????? ? 4．軸承選擇 采用成對(duì) ?60 接觸角推力球軸承為固定端，軸承型號(hào) 7304C。其尺寸參數(shù)為： d=20mm，D=52mm， Z=13， wD =。技術(shù)參數(shù)為： C=29200N 0C =28000N 計(jì)算軸承動(dòng)負(fù)荷 C： tahFffC? （ ） 式中 hf —— 壽命系數(shù) af —— 轉(zhuǎn)速系數(shù) 3 10500hh Lf ?[9] （ ） 由公式（ ）得 3 10500hh Lf ? 500150003?? 3 3133mn nf ?[9] （ ） 由公式（ ）得 20 3 3133mn nf ? 52031333?? 把 hf 、 af 代入，由公式（ ）得 tah FffC? ?? =24947N 28000N 滿足強(qiáng)度要求 [9] 錐齒輪尺寸計(jì)算 [10] 分錐角 r c ta n1 ???176。 0 1 r c ta n2 ???176。 大端分度圓直徑 ee mzd 11? =30 3=90mm ee mzd 22? =52 3=156mm 外錐距 11 sin2 ?ee dR ? =90/= 齒寬系數(shù) R? =1/3 齒寬 b= R? eR =(1/3) =30mm 大端齒頂高 ea mxh )1( 11 ?? =1 3=3mm 2ah =3 ㎜ 大端齒根高 ef mxch )1( 1*1 ??? =（ 1+） 3= ㎜ 21 ef mxch )1( 2*2 ??? =（ 1+） 3= ㎜ 全齒高 ? ? emch *2?? =（ 2+） 3= ㎜ 齒根角 r c t a na r c t a n 11 ??? eff Rh? r c t a na r c t a n22 ??? eff Rh? 齒頂角 ??? ?? fa ??? 2 9 ?? fa 頂錐角 ???? 2 7 9 8 ????? aa ???? ????? aa 根錐角 ???? 6 9 9 8 ????? ffi ???? 3 0 9 1 ????? ff 大端齒頂圓直徑 ??? 1111 c o s2 ?aeae hdd 90+2 3 = ㎜ ??? 2222 co s2 ?aeae hdd 156+2 3 = ㎜ 22 第 4 章 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)床的加工性能，故對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有如下要求： 1．具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度； 2．具有良好的快速響應(yīng)性，做低速進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)不爬行，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高； 3．抗震性好，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪音； 4．具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實(shí)現(xiàn)所要求的進(jìn)給量（進(jìn)給范圍、數(shù)列），以適應(yīng)不同的加工材料，使用不同刀具，滿足不同的零件加工要求，能傳動(dòng)較大的扭矩； 5．進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和定位精度要高； 6．結(jié)構(gòu)簡單，加工和裝配工藝性好。調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活。 [11] 7．消除傳動(dòng)間隙，進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)間隙（多指反向間隙）存在于各傳動(dòng)副和各聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)中，直接影響機(jī)床的加工精度。為盡量消除其影響，應(yīng)采用消隙傳動(dòng) 件和消隙聯(lián)系結(jié)構(gòu)； 8．速度穩(wěn)定性要好，進(jìn)給部件在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生“爬行”，高速運(yùn)動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)不發(fā)生振動(dòng)。 [12] 傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 1．齒傳動(dòng)間隙的消除 傳動(dòng)副為齒輪傳動(dòng)時(shí)，要消除其傳動(dòng)間隙。齒輪傳動(dòng)間隙的消除有剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法兩類方法。 ⑴ 剛性調(diào)整法時(shí)調(diào)整后的齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償，如偏心軸套調(diào)整法、變齒厚調(diào)整法、斜齒輪軸向墊片調(diào)整法等。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)剛度較高。但要求嚴(yán)格控制齒輪的齒厚及齒距公差，否則將影響運(yùn)動(dòng)的靈活性。 ⑵ 柔性調(diào)整法是指調(diào)整后的齒側(cè)間隙可以自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動(dòng)剛度低些，會(huì)影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。主要有雙片直齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法，薄片斜齒輪軸向壓簧調(diào)整法，雙齒輪彈簧調(diào)整法等。 23 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中采用的是錐齒輪對(duì)降速傳動(dòng)，由于縱向運(yùn)動(dòng)精度要求不高，并且受到的軸向力較大，為了使得運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單，所以采用傳動(dòng)剛度高的剛性調(diào)整法 —— 輪軸箱墊片調(diào)整法 —— 消除錐齒輪間隙。 由于橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)精度直接影響加工精度，故精度要求較高，必須消除傳動(dòng)間隙。橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用的是一對(duì)直齒輪降速，所以才用柔性調(diào)整法（ 雙片直齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法） 消除齒側(cè)間隙。 2．滾珠絲桿螺母副及其支承 滾珠絲桿螺母副是直線運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能相互轉(zhuǎn)換的新型傳動(dòng)裝置。其具有螺旋槽的絲桿與螺母之間裝有中間傳動(dòng)元件 —— 滾珠。滾珠絲桿螺母機(jī)構(gòu)由絲桿、螺母、滾珠和反向器等四部分組成。當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)反向通道，從而形成滾珠流動(dòng)的閉合通路。 ⑴ 滾珠絲桿副與滑動(dòng)絲桿副或其他直線運(yùn)動(dòng)相比，有下列特點(diǎn)： ① 摩擦損失小，傳動(dòng)效率高 。一般滾珠絲桿副的傳動(dòng)效率達(dá) 92%～ 96%，滑動(dòng)絲桿副的傳動(dòng)效率僅為 20%～ 40%。 ② 絲桿螺母之間預(yù)緊后，可以完全消除間隙，提高傳動(dòng)剛度。 ③ 摩擦阻力小，幾乎與運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，動(dòng)靜摩擦力之差極小，能保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。磨損小，壽命長，精度保持性好。 ④ 工作壽命長。滾珠絲桿螺母副摩擦表面為高硬度（ HRC58— 62）、高精度，具有較長的工作壽命和精度保持性。壽命約為滑動(dòng)絲桿副的 4— 10 倍以上。 ⑤ 定 位