【文章內(nèi)容簡介】 架進(jìn)給導(dǎo)軌采用進(jìn)口十字交叉滾柱直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 , 用 400 外圓砂輪在不提高轉(zhuǎn)速的情況下 , 砂輪最大線速度為 50 m /s。 ( 1 ) 砂輪主軸軸承為大包角三塊瓦動(dòng)壓軸承 ,砂輪架 (x 向 ) 運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)、滾珠絲杠副直接拖動(dòng) , 最小分辨率為 0. 001 mm。砂輪電機(jī)采用交流變頻調(diào)速裝置 , 可實(shí)現(xiàn)恒線速磨削。再加上砂輪主軸軸承采用動(dòng)靜壓軸承 , 可有效保證 回轉(zhuǎn)精度高、剛性大。在重新安裝主軸和軸瓦時(shí) , 除了要保證它們之間的間隙外 , 還要保證主軸頸與左右密封圈基本同心 ,將同心套置于法蘭蓋和主軸端面軸承的位置 , 以支承主軸頸。然后按上述方法調(diào)整左右兩軸承間隙。如左右密封圈MK1420 數(shù)控磨床頭架的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 不能同心 , 則可修配兩個(gè)墊圈。 ( 2 ) 頭架撥盤的旋轉(zhuǎn)由電機(jī)變頻調(diào)速 , 以帶動(dòng)皮帶輪、撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)。撥盤轉(zhuǎn)速為 40~ 500 r/min, 以適應(yīng)不同直徑、不同材料、不同要求工件的模型。再加上頭架電機(jī)采用交流變頻裝置 , 實(shí)現(xiàn)有 級調(diào)速。 磨床頭架傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 頭架傳動(dòng)的調(diào)速方法分有級調(diào)速 與無級調(diào)速兩種。 所謂有級調(diào)速，即在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分成若干不同的轉(zhuǎn)速級。常見的有級調(diào)速機(jī)構(gòu)有齒形 V帶、同步帶、平帶、三角皮帶、齒輪或鏈輪傳動(dòng)。在外圓磨床頭架傳動(dòng)中，目前大多采用同步帶、齒形 V帶或齒輪傳動(dòng)。 無級調(diào)速傳動(dòng)就是在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能任意變換轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)。近年來，無極調(diào)速傳動(dòng)在機(jī)床上應(yīng)用較廣泛。無極調(diào)速的方式有很多，如用電器、液壓、機(jī)械等。電器無極調(diào)速機(jī)構(gòu)一般采用可控硅直流調(diào)速、可控硅變頻無極調(diào)速。液壓無極調(diào)速時(shí)采用液動(dòng)機(jī)構(gòu)來達(dá)到的，但它在工作時(shí)容易發(fā)熱，故目前在頭架上還很少應(yīng)用。機(jī)械無極調(diào)速機(jī)構(gòu) 種類很多，但不論哪種形式的機(jī)械調(diào)速機(jī)構(gòu)都是利用機(jī)械摩擦的方法來達(dá)到的。機(jī)械無極調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是 :傳動(dòng)平穩(wěn) 。在工作過程中能直接變速 :結(jié)構(gòu)緊湊 。體積較小 。在主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不變的前提下，改變接觸半徑，即能使被動(dòng)軸得到在一定范圍內(nèi)的不同轉(zhuǎn)速。其主要缺點(diǎn)是由于依靠摩擦傳動(dòng)，故傳動(dòng)中容易打滑，傳動(dòng)比不確定，傳動(dòng)零件的接觸變形較大，磨損厲害，而且調(diào)速范圍較小 (一般小于 10)。 磨床頭架傳動(dòng)方案的分析確定 機(jī)械傳動(dòng)裝置位于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間，用以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力或改變運(yùn)動(dòng)方式。傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)是否合理，對整個(gè)機(jī)械的工作性能、尺寸 、重量和成本等影響很大，因此，傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 磨床對傳動(dòng)方案的要求 合理的傳動(dòng)方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動(dòng)效率高、重量輕、成本低廉、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求。任何一個(gè)方案，要同時(shí)滿足以上所有要求是十分困難的，因此要統(tǒng)籌兼顧，滿足最重要和最基本的要求。 MK1420 數(shù)控磨床頭架的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 磨床傳動(dòng)方案的擬定 滿足同一工作機(jī)功能要求，往往可采用不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不同的組合和布局，從而可得出不同的傳動(dòng)方案。擬定傳動(dòng)方案時(shí)，應(yīng)充分了解各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 性能及適用條件，結(jié)合工作機(jī)所傳遞的載荷性質(zhì)和大小，運(yùn)動(dòng)方式和速度以及工作條件等，對各種傳動(dòng)方案進(jìn)行分析比較，合理的選擇。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是磨床主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。下面提出幾個(gè)方案進(jìn)行比較： (1)、齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)具有承載能力大、效率高、允許速度高、尺寸緊湊、壽命長等特點(diǎn)，因此在傳動(dòng)裝置中一般應(yīng)首先采用齒輪傳動(dòng)。由于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的承載能力和平穩(wěn)性比直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，故在高速級或要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場合，常采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 (2)、帶傳動(dòng) 具有傳動(dòng)平穩(wěn)、吸振等特點(diǎn)，且能起過載保護(hù)作用。但 由于它是靠摩擦力來工作的，在傳遞同樣功率的條件下，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸較大。 (3)、鏈傳動(dòng) 由于工作時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比呈周期性變化，運(yùn)動(dòng)不均勻、沖擊振動(dòng)大，一般布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級。 皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)主要有 : ① 由于皮帶具有彈性，可起緩沖、吸振作用，因此傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音少，適用于中、高速的傳動(dòng) (V=54Om/s)。 ② 適宜于兩軸中心距較大的傳動(dòng) 。 ③ 在過載傳動(dòng)時(shí)，皮帶能自動(dòng)在皮帶輪上打滑，避免損壞其它傳動(dòng)零件 。 ④ 結(jié)構(gòu)簡單、成本低，制造、保養(yǎng)、維修和更換方便 。 ⑤ 由于皮帶在傳動(dòng)時(shí)會(huì)伸長和打滑，所以不能用于傳動(dòng)比 有嚴(yán)格要求的機(jī)構(gòu)。且其外形尺寸較大，傳動(dòng)效率也較低。 由于皮帶傳動(dòng)有上述特點(diǎn)，故在磨床頭架傳動(dòng)中被廣泛采用 。 經(jīng)過分析，在本次設(shè)計(jì)中決定采用皮帶傳動(dòng)，其經(jīng)濟(jì)性最好，而且結(jié)構(gòu)簡單緊湊，噪音小。MK1420 磨床傳動(dòng)系統(tǒng)通過 三級塔輪 在雙速電機(jī)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)六級變速。 MK1420 數(shù)控磨床頭架的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 2 7 6 3 5 4 圖 21 磨床傳動(dòng)方案簡圖 1電機(jī) 2一級主動(dòng)塔輪 3一級從動(dòng)塔輪 4傳動(dòng)軸 5二級主動(dòng)塔輪 6二級從動(dòng)塔輪 7主軸 3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 進(jìn)行帶輪及錐體設(shè)計(jì)，首先應(yīng)按帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行基本帶傳動(dòng)的計(jì)算，因?yàn)榭梢园褵o級變速看成傳動(dòng)比連續(xù)變化的帶傳動(dòng)，而在某個(gè)固定的傳動(dòng)比處仍符合基本帶傳動(dòng)的計(jì)算。 一級皮帶傳動(dòng)的計(jì)算 1)設(shè)計(jì)功率 Pca=KAP 31 式中 KA 為 工況系數(shù)，查表 87 取 得 Pca=? = 2)選定帶型 傳動(dòng)比 i= 21nn = 12dd 32 i的取值范圍是 :,輸入轉(zhuǎn)速為恒定值 750r/min MK1420 數(shù)控磨床頭架的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 取 傳動(dòng)比為 時(shí) ，一級 輸出轉(zhuǎn)速 n2=n1/i=750/=,取400r/min； 傳動(dòng)比為 時(shí) ，二級 輸出轉(zhuǎn)速 n4=n3/i=n2/i=400/=118r/min，取120r/min。 顯然主軸轉(zhuǎn)速符合 50800r/min 的要求。 因此，根據(jù) PCA計(jì)算功率和主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n1和 n3在普通 V帶選型圖上選擇 Z型V帶。 （ 3） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 為提高 v 帶的壽命，在結(jié)構(gòu)允許的情況下選取較大的基準(zhǔn)直徑。參考有效寬度制窄 v 帶輪、聯(lián)組窄 v帶輪最小有效直徑蠕 (GB/)[1]及有效寬度制窄 v 帶輪、聯(lián)組窄 v帶輪的有效直徑系列和 節(jié)徑 (GB/)[I]進(jìn)行選取，同時(shí)驗(yàn)算帶速滿足 : v≤ vmax 窄 v 帶 vmax=2530m/s 取小帶輪的基準(zhǔn)直徑為 75mm 為充分發(fā)揮 v 帶的傳動(dòng)能力，應(yīng)使 v=30 mls 以內(nèi)，可得帶輪的最大極限尺寸。 V= ?? ?? 100060 nd 11π ?? ?? 100060 顯然帶速不符 合 5m/sv30m/s 試選小帶輪 d1=140mm,則有 v= ?? ?? 10 0060 75 013 ,合適 。 （ 4） 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 d2=i? d1=? 132=277mm 34 根據(jù)表 88，圓整為 d2=280mm （ 5） 確定一級 V帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長度 Ld 根據(jù)公式 （ d1+d2） ≤ao≤2(d1+d2),初選中心距為 450mm 計(jì)算基準(zhǔn)長度 Ldo≈2ao+2π （ d1+d2） +ao ddd 4 )d) 1212 ?? （（ =[2 450+2π (140+280)+ 2804 140280?? (280140)]mm MK1420 數(shù)控磨床頭架的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 ≈1566mm 35 由表 82 選擇 Ld=1600mm 計(jì)算實(shí)際中心距 ao a≈ao+ 2d doLL ? =450+215661600? =467mm≈470mm 36 中心距的范圍是 446~518mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角 a1 a1≈180o(d2d1) = 180o(280132) ≈162o≥90o 計(jì)算帶的根數(shù) z 由 d1=132mm 和 n1=750r/min，查表 84 得 P0= 根據(jù) n1=750r/m， i= 和 Z 型帶，查表 84 得 ΔPo=。 查表 85 得 Ka=， 表 82 得 KL=，故 Pr=（ Po+ΔPo） Ka KL =(+) = 37 因此 V帶的根數(shù) z= PrPca =。 38 二級皮 帶的傳動(dòng)計(jì)算 從上面的計(jì)算中可以知道二級皮帶主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 n3=400r/min，查表 101 知 V帶的傳動(dòng)效率為 ，則二級傳動(dòng)中的功率 Pca= =,根據(jù)“前慢后快”的減速原則，取 傳動(dòng)比 i=。 皮帶仍然為 Z 型 V帶。 確定 V帶的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 v 初選主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 d3。由表 86 和 88，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d3=200mm,則 v= 100060 ? ?? =， 不滿足。 取 d3=250mm時(shí)， v= 100060 ? ?? =，符合 5m/sv30m/s。 39 計(jì)算大帶輪帶的基準(zhǔn)直徑。 d4=i d3= 250=850mm 310 MK1420 數(shù)控磨床頭架的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 確定 v 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長度 Ld 由公式 820，初定中心距 ao=1000mm 根據(jù)公式有： Ld≈2ao+2π(d3+d4)+ aod4 )d 34 ?（ (d4d3) 311 ≈3817mm 由表 82 選帶的基準(zhǔn)長度 Ld=4000mm 按式 823 計(jì)算實(shí)際中心距 ao a= ao+ 2 dod LL ? =1000+ 2 38174000? mm=≈1100mm 312 中心距的變化范圍為 1040~1220mm。 驗(yàn)算小帶輪的包角 a1 a1≈180o（ d4d3） ≈≥90o 313 計(jì)算帶的根數(shù) z 計(jì)算單根 V帶的額定功率 Pr。 由 d3=250mm 和 n3=400r/min，查表 84 取 Po= 根據(jù) n3=400r/min， i= 和 Z 型帶，查表 84 得 Δ Po= 查表 85 得 Ka=，表 82 得 KL=，于是 Pr=（ Po+ΔPo） Ka KL =(+) = 314 計(jì)算 V帶的根數(shù) z z= PrPca =由以上的計(jì)算結(jié)果可以知道：在雙速電機(jī)功率取 ，轉(zhuǎn)速 n1為 750r/min 時(shí)， 一級皮帶傳