【文章內(nèi)容簡介】 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(jìn)給的功率為 PW = 4 9 . 8 wx 1 0 m /m ??FV 分析 ：由于從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺前后移動(dòng)的過程中，運(yùn)動(dòng)傳遞有大量損失，因此在計(jì)算電機(jī)輸出功率時(shí)應(yīng)該考慮一下方面： 軸承效率取 ， ?? 聯(lián)軸器效率 ， ?? 齒輪齒條傳動(dòng)效率，取 ?? 考慮導(dǎo)軌摩擦損失一般為 15％ 20％ 取消率 ?? 同時(shí)考慮帶動(dòng)工作臺移動(dòng)的同青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 時(shí)，也帶動(dòng)了左右移動(dòng)導(dǎo)軌及電機(jī)，電磁吸盤等附件的移動(dòng)，真正用于工件的效率很小取為 ?? ，則可以計(jì)算出電機(jī)的輸出功率為： KWXXXPP W 3 ??? ? 由于一般電機(jī)沒這 么小的功率，同時(shí)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(jì)的同時(shí)結(jié)構(gòu)也會變得比較復(fù)雜， 先分析如下 [1]直接使用直線電機(jī)來帶動(dòng)工作臺：直線電機(jī)可以直接傳輸直線運(yùn)動(dòng)，并且高速響應(yīng)，由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件（如絲杠）使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙以及誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)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(jī)床的定位精度。直線電機(jī) 剛度高，由于“直接驅(qū)動(dòng)”，避免了啟動(dòng)，變速和換向時(shí)因中間環(huán)節(jié)的摩擦磨損，彈性變形個(gè)反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象，同時(shí)提高了了其傳動(dòng)剛度。直線電機(jī)的選擇速度寬，加減速過程短。直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)安靜噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可才有滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。直線電機(jī)效率高由于無中間環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動(dòng)效率大大提高。由于直線電機(jī)的造價(jià)很高，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)考慮到無法設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方案 。 [2]通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來帶動(dòng)工作臺：伺服電機(jī)是指伺服系統(tǒng)指機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電可以控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，并在控制系統(tǒng)中，用做執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小，線性度高，使動(dòng)電壓等特性，可把所受到的信號轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機(jī)的主要特點(diǎn)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(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)億滾珠作為滾動(dòng)媒介的滾動(dòng)螺旋 傳動(dòng)的體系，滾珠絲杠可以把直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠的傳動(dòng)效率高，滾珠絲杠的傳動(dòng)效率高達(dá) 90%到 98%，為傳統(tǒng)的滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠傳動(dòng)平穩(wěn)，滾珠絲杠系統(tǒng)傳動(dòng)為點(diǎn)接觸滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，工作中摩擦阻力小，靈敏度高，啟動(dòng)時(shí)無震顫，低速時(shí)無青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 爬行現(xiàn)象，因此可精密的控制微量進(jìn)給。滾珠絲杠精度高，滾珠絲杠系統(tǒng)傳動(dòng)中溫升較小，并可預(yù)緊消除軸向間隙和對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱拉伸，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。滾珠絲杠高耐性，鋼球滾動(dòng)接 觸處應(yīng)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(dòng)，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(jī)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(jìn)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(dòng)系統(tǒng)采用歌德式（ Gothic arch）溝槽形狀使鋼珠與溝槽到達(dá)最佳接觸以便輕易走轉(zhuǎn)。若加入適當(dāng)?shù)念A(yù)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(dá)到最高精度。由于伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠 的造價(jià)很高，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮無法設(shè)計(jì)出來在社會上大力推廣，并且拋光機(jī)的精度沒有必要那么高，所以放棄了這種設(shè)計(jì)方案。 [3]普通的三相電動(dòng)機(jī)通過減速來帶動(dòng)齒輪齒條從而帶動(dòng)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的減速器來帶動(dòng)軸和齒輪齒條。齒輪傳動(dòng)是利用雙齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。按齒輪軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)，相交軸圓柱齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動(dòng)。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(diǎn)。經(jīng)過計(jì)算齒輪減速大約經(jīng)過三級或四級齒輪減速才可到達(dá)理想的 速度，這樣從設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方案。 [4]通過 ICJ 系列齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)齒輪齒條從而帶動(dòng)工作臺：齒輪減速電機(jī)是一種動(dòng)力傳遞機(jī)械，其實(shí)利用各級齒輪來達(dá)到降速目的。齒輪減速機(jī)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(jī)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(jī)在減速的同時(shí)能提高輸出轉(zhuǎn)矩，而齒輪的減速機(jī)的扭矩輸出比例是按電機(jī)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(jī)在正式投入使用前，必須進(jìn) 行負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)以及空載運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)的目的是要確定齒輪減速機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是否有異?，F(xiàn)象，待確定無異?，F(xiàn)象后方可進(jìn)行使用。齒輪減速電機(jī)是指減速機(jī)和電機(jī)的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。齒輪齒條傳動(dòng)可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，并且其承載力大，傳動(dòng)精度高，可達(dá) ，可隨意改變對接長度，傳動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒數(shù)增加到無青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 窮多時(shí)，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(gè)備選方案：通過 yjc 系列的齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)方案從功能角度上講可以完成拋光機(jī)所需的功能，并且其粗糙度達(dá)到要求。從經(jīng)濟(jì)的角度上講造價(jià)合適，適合在社會上大力推廣應(yīng)用，選用 YJC 系列的減速電機(jī)是一種標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)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(diǎn)如下 同軸式斜齒輪減速電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊 ,體積小 ,造型美觀 ,承受過載能力強(qiáng)。 傳動(dòng)比分級 精細(xì) ,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(dá)百分之九十六 ,振動(dòng)小 ,噪音低。 通用性強(qiáng) ,使用維護(hù)方便 ,維護(hù)成本低 ,特別是生產(chǎn)線 ,只需備用內(nèi)部幾個(gè)傳動(dòng)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(hù)性能好 ,對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng) ,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(jī)、防暴電機(jī)、制動(dòng)電機(jī)、變頻電機(jī)、直流電機(jī)、戶外型專用電機(jī)等各種電機(jī)。 在這里我們選擇 Y 系列電機(jī) 示意圖如下 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 因此最優(yōu)的方案是選擇齒輪減 速電機(jī)，根據(jù)上述參數(shù)我們選取 YJC 系列三相異步電動(dòng)機(jī)（ JB/T ）通過查機(jī) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表： 機(jī)座號 電動(dòng)機(jī)功率 輸出轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 第 3 章 主要零件的設(shè)計(jì)及校核 拋光輪是拋光機(jī)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 拋光輪的種類和型號 拋光輪用各種棉布，細(xì)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(diǎn) 用途 縫合式 用粗平布，麻布，細(xì)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(yīng)于各種形狀較簡單的品 非縫合式 用細(xì)軟棉布制成 原盤式，翼片式 翼片式的使用壽命好 用于形狀復(fù)雜制品，小零件，精拋光等 褶皺式 將布卷成布條，縫合成連續(xù)的，有偏壓的卷， 再把布卷裝在帶溝槽的中間原盤上 輪中心安裝能通風(fēng)的鋼輪轂與機(jī)軸配合 有通風(fēng)散熱性好的特點(diǎn) 用于大型零件平面，管狀件表面的高速拋光。此軟輪可用于塑料件的低速拋光 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該拋光件為直徑 200 的圓形鋼坯，為大型工件，所以根據(jù)表選擇褶皺式。 常用拋光輪的種類及功能 棘面輪：結(jié)構(gòu) 輪橫截面為 13mm 寬，中間用圓盤加緊并打孔?？灼鸬窖h(huán)空氣而冷卻輪子的作用，防止輪與工件接觸部位聚集熱量。縫線 1213圈 /dm2，精拋輪為 1011 圈 /dm2，影響輪表面彈性的因素：布的層數(shù)，中心夾盤的直徑，褶皺 度。功能 使用中較干凈，輪子壽命長 。增加金屬磨拋量，磨速快，粗糙度低；減少拋光時(shí)間，拋光機(jī)使用少。適合自動(dòng)拋光。 指寬輪：結(jié)構(gòu) 由多個(gè)棘面輪重疊裝配。輪的密實(shí)性很重要，改變因素有：單片輪縫線線距，縫線圈數(shù)，組合輪數(shù)量，輪轂直徑。適合外形復(fù)雜的工件。 圓盤輪：結(jié)構(gòu) 20 曾圓形布疊合而成，平均厚度 6mm。常使用螺旋形縫線圓盤輪。軟輪縫線線距寬度為 10mm，中等硬輪為 6mm，硬輪為 3mm。功能 改 變縫線圈數(shù)，以控制拋 光輪硬度，撓曲度， 彈性，存留拋光機(jī) 能力。用途 軟輪用于精拋光或鏡面拋光。 拼合輪：結(jié) 構(gòu)將新的，不規(guī)則形狀的零碎布料，夾在外層為圓形的布片間，再在輪的圓截面上一圈圈地縫線。用于磨削量大的磨光作業(yè)。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 拋光輪由拋光桿與毛氈組成，并且用螺母加上擋圈來固定。，如圖 拋光輪示意圖 拋光輪毛氈選擇片狀中通型，通過螺栓和墊片固定在拋光桿上，毛氈比鑄件和墊片要高，從而起到拋光作用又不磨損鑄件，更換時(shí)松下螺栓就能更換，簡單方便。 拋光輪的直徑設(shè)計(jì)為 mm300? ，拋光輪的中心與工作平臺的中心在一條水平線上，這樣當(dāng)拋光輪與工作平臺相 對移動(dòng)時(shí)可以完整的拋光，又保證了主軸拋光輪的大小和拋光力。 毛氈的規(guī)格與型號 A1 分類命名 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 工業(yè)用毛氈根據(jù)使用原料分為五大類： a．細(xì)毛 b．半粗毛 c．粗毛 d．雜毛 e．獸毛 注：產(chǎn)品有特殊要求，使用原料不受此限。 A2 編號 由五位數(shù)字組成，三四位數(shù)中間用“ — ”表示，每位數(shù)字說明如下： 第一位數(shù)字表示產(chǎn)品顏色。 A1 第一位數(shù)字 色 澤 分 類 白色（即羊毛本色白色） 灰色（既有部分再生毛作原料，一般呈灰色） 天然雜色（既有部分黑色或棕色羊毛作原料） 彩色（由人工染 色或人工加白等各色） 各種彩色（包括人工染色和天然雜色等混合色） 第二位表示使用原料分類。 A2 第二位數(shù)字 原 料 分 類 細(xì)毛 半粗毛 粗毛 雜毛 獸毛 第三位數(shù)字表示產(chǎn)品品種規(guī)格分類。 A3 第三位數(shù)字 品 種 規(guī) 格 匹氈（鋼絲針布?xì)郑┘伴L度在 5米以上的（包括 5米） 塊氈（長度在 5 米以下的） 氈輪 氈筒 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 環(huán)形零件（即油封） 縫接環(huán)形零件（即縫接油封） 塊形零件 圓片零件 條形 零件 0、濾芯 第四、五位數(shù)字表示產(chǎn)品密度（ g/cm3）。如 g/cm3， 。 T—— 代表特品氈。舉例說明： a． T11232～ 44 即特品白色細(xì)毛塊氈，密度為 ～ g/cm3。 b． b． 11232～ 44 即白色細(xì)毛一般塊氈，密度為 ～ g/cm3。 c． 12425 即白色半粗毛氈筒，密度是 g/c