【導(dǎo)讀】整器的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，修整精度保持性差，調(diào)整困難。想尋找一種新的解決辦法。采用成型修整技術(shù)具有修整效率高、修形能力強(qiáng)、精度高保和持性好等優(yōu)點(diǎn)，是發(fā)。展高精度成型磨削加工所需的關(guān)鍵技術(shù)。而在汽車、拖拉機(jī)行業(yè)希望生產(chǎn)廠能提供一種。我們采用金剛滾輪進(jìn)行砂輪修整的方法來。所以提出了這一課題。希望在國內(nèi)外各個(gè)方面的科技知。識下設(shè)計(jì)出一個(gè)滿足以上條件的修整器。

　　

【正文】 力，與實(shí)際負(fù)荷組合所產(chǎn)生得應(yīng)力相同。 PO=XO*F r+Ys*Fa[KN] 其中 PO 當(dāng)量靜負(fù)荷， Fr 徑向負(fù)荷， Fa 軸向負(fù)荷，單位都是千牛頓， XO 徑向系數(shù)， YO 軸向系數(shù)。 動負(fù)荷軸承 DIN ISO 281 所規(guī)定的動負(fù) 荷軸承計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)是材料疲勞失效（出現(xiàn)凹坑），壽命計(jì)算公式為： L10=L=(C/P)P [106 轉(zhuǎn) ] 其中 L10=L 名義額定壽命 [106 轉(zhuǎn) ] C 額定動負(fù)荷 [KN] P 當(dāng)量動負(fù)荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10 是以 100 萬轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命 [106 轉(zhuǎn) ] C 額定動負(fù)荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10 是以 100 萬轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命。對于一大組相同型號的軸承來說，其中 90%應(yīng)該達(dá)到或者超過該值。額定動負(fù)荷 C [KN]在每一類軸承的參數(shù)表中都可以找到，在該負(fù)荷作用下，軸承可以達(dá)到 100萬 轉(zhuǎn)的額定壽命。當(dāng)量動負(fù)荷 P [KN]是一項(xiàng)理論值，對向心軸承而言是徑向力，對推力軸承來說是軸向力。其方向、大小恒定不變。當(dāng)量動負(fù)荷作用下的軸承壽命與實(shí)際負(fù)荷組合作用時(shí)相同。 P=X*Fr+Y*Fa 其中： P當(dāng)量動負(fù)荷， Fr 徑向負(fù)荷， Fa 軸向負(fù)荷，單位都是千牛頓， X 徑向系數(shù)， Y 軸向系數(shù)。不同類型軸承的 X,Y 值及當(dāng)量動負(fù)荷計(jì)算依據(jù)，可在各類軸承的表格和前言中找到。球軸承和滾子軸承的壽命指數(shù) P 有所不同。對球軸承， P=3 對滾子軸承， P=10/3 變負(fù)荷及變速度 上海電機(jī)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 如果軸承動負(fù)荷的值及速度隨時(shí)間而變化，那么在計(jì)算當(dāng) 量負(fù)荷時(shí)就得有相應(yīng)的考慮。連續(xù)的負(fù)荷及速度曲線就要用分段近似值來替代。當(dāng)量動負(fù)荷的計(jì)算公式變?yōu)椋? 滾動軸承的最小負(fù)荷 過小的負(fù)荷加上潤滑不足，會造成滾動體打滑，導(dǎo)致軸承損壞。保持架軸承的最小負(fù)荷系數(shù) P/C=,而滿裝軸承的最小負(fù)荷系數(shù) P/C=(P 為當(dāng)量動負(fù)荷， C為額定動負(fù)荷 )。 主軸上的軸承的選擇和壽命校核 本次設(shè)計(jì)的滾輪主軸上選擇采用角接觸球軸承（ 圖 320）， 角接觸球軸承可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷。能在較高的轉(zhuǎn)速下工作。接觸角越大，軸向承載能力越高。高精度和高速軸承通常取 15 度接觸角。在軸向力作用下，接觸角會增大。單列角接觸球軸承只能承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷，在承受徑向負(fù)荷時(shí)，將引起附加軸向力。 并且只能限制軸或外殼在一個(gè)方向的軸向位移。若是成對雙聯(lián)安裝，使一對軸承的外圈相對，即寬端面對寬端面，窄端面對窄端面。這樣即可避免引起 附加軸向力，而且可在兩個(gè)方向使軸或外殼限制在軸向游隙范圍內(nèi)。 安裝時(shí)的圖示（ 見圖 321） 角接觸球軸承因其內(nèi)外圈的滾道可在水平軸線上有相對位移，所以可以同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷 —— 聯(lián)合負(fù)荷（單列角接觸球軸承只能承受單方向軸向負(fù)荷，因此一般都 常采用成對安裝）。 圖 320 角接觸球高精度主軸軸承 上海電機(jī)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）格式規(guī)范 32 軸承的壽命校核過程如下： 圖 321 軸承受力分析原理圖（圖示方向?yàn)檎喾捶较驗(yàn)樨?fù)） 選擇的角接觸球軸承的型號為 7007C 根據(jù)選定的軸承可得以下參數(shù)： 軸承內(nèi)徑 d = 35(mm) 軸承外徑 D = 62(mm) 軸承寬度 B = 14(mm) 基本額定動載荷 Cr = 19500(N) 基本額定靜載荷 Cor = 14200(N) 脂潤滑極限轉(zhuǎn)速 nlimz = 8500(r/min) 油潤滑極限轉(zhuǎn)速 nlimy = 12020(r/min) 選擇軸承的接觸角為 15 度，采用雙列背對背的安裝方式，計(jì)算受力情況如下： 軸承 1 徑向支反力 Fr1= (N) 軸承 1 軸向支反力 Fa1= (N) 軸承 2 徑向支反力 Fr2= (N) 軸承 2 軸向支反力 Fa2= (N) 軸承 1 徑向支反 力 Fr1= (N) 軸承 1 軸向支反力 Fa1= (N) 軸承 2 徑向支反力 Fr2= (N) 軸承 2 軸向支反力 Fa2= (N) 上海電機(jī)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 已知條件： 軸承類型：角接觸球軸承 Fr1 = (N) Fa1 = (N) Fr2 = (N) Fa2 = (N) 額定靜載荷 Co =14200(N) 工況系數(shù) fp = 軸承列數(shù)： 雙列 接觸角 a =15(℃ ) 查詢參數(shù)： 判斷系數(shù) e1 = e2 = ； 徑向載荷系數(shù) X1 = 1,X2 =； 軸向載荷系數(shù) Y1 = 1， Y2 = 。 計(jì)算公式： 當(dāng)量動載荷 ? ?arp YFXFfP ?? 當(dāng)量動載荷 ： P1 = (N) P2 = (N) 已知條件： 額定動載荷 C = 19500(N) 當(dāng)量動載荷 P = (N) 軸承轉(zhuǎn)速 n = 300(r/min) 工作溫度 T = ≤ 120(℃ ) （溫度系數(shù) ft = 1） 壽命系數(shù) ε = 3 要求壽命 Lh39。 = 15000(h) 軸承壽命： （ h） 上海電機(jī)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）格式規(guī)范 34 基本額定壽命： ( 轉(zhuǎn) ) 額定壽命修正 10321na LaaaL ? 可靠度系數(shù) a1 = 1 材料系數(shù) a2 = 1 運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù) a3 = 1 Lh = 21631(h) L10 = 389( 轉(zhuǎn) ) Lna = 389( 轉(zhuǎn) ) 校核結(jié)果：合格 電動機(jī)的選擇 電動機(jī)的種類及其選擇原則 （ 1） 按其功能可分為驅(qū)動電動機(jī)和控制電動機(jī)；按電能種類分 為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)；從電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)電源頻率之間的關(guān)系來分類可分為同步電動機(jī)與異步電動機(jī)；按電源相數(shù)來分類可分為單相電動機(jī)和三相電動機(jī)；按防護(hù)型式可分為開啟式、防護(hù)式、封閉式、隔爆式、防水式、潛水式；按安裝結(jié)構(gòu)型式可分為臥式、立式、帶底腳、帶凸緣等；按絕緣等級可分為 E級、 B 級、 F級、 H級等。 （ 2） 按工作電源分類 根據(jù)電動機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。其中交流電動機(jī)還分為單相電動機(jī)和三相電動機(jī)。 （ 3） 按結(jié)構(gòu)及工作原理分類 電動機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為異步電動機(jī)和同步電動機(jī)。 同步電動機(jī)還可分為永磁同步電動機(jī)、磁阻同步電動機(jī)和磁滯同電動機(jī) 。 異步電動機(jī)可分為感應(yīng)電動機(jī)和交流換向器電動機(jī)。感應(yīng)電動機(jī)又分為三相異步電動機(jī)、單相異步電動機(jī)和罩極異步電動機(jī)。交流換向器電動機(jī)又分為單相串勵電動機(jī)、交直流兩用電動機(jī)和推斥電動機(jī)。 直流電動機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無刷直流電動機(jī)和有刷直流電動機(jī)。有刷直流電動機(jī)可分為永磁直流電動機(jī)和電磁直流電動機(jī)。電磁直流電動機(jī)又分為串勵直流電動機(jī)、并勵直流電動機(jī)、他勵直流電動機(jī)和復(fù)勵直流電動機(jī)。永磁直流電動機(jī)又分為稀土永磁直流電動機(jī)、鐵氧體永磁直流電動機(jī)和鋁 鎳鈷永磁直流電動機(jī)。 上海電機(jī)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 （ 4） 按起動與運(yùn)行方式分類 電動機(jī)按起動與運(yùn)行方式可分為電容起動式電動機(jī)、電容盍式電動機(jī)、電容起動運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī)和分相式電動機(jī)。 （ 5） 按用途分類 電動機(jī)按用途可分為驅(qū)動用電動機(jī)和控制用電動機(jī)。 驅(qū)動用電動機(jī)又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具）用電動機(jī)、家電（包括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動剃須刀等）用電動機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備（包括各種小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機(jī)。 控制用電動 機(jī)又分為步進(jìn)電動機(jī)和伺服電動機(jī)等。 （ 6） 按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類 電動機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動機(jī)）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動機(jī)）。 （ 7） 按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類 電動機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機(jī)、低速電動機(jī)、恒速電動機(jī)、調(diào)速電動機(jī)。 低速電動機(jī)又分為齒輪減速電動機(jī)、電磁減速電動機(jī)、力矩電動機(jī)和爪極同步電動機(jī)等。 調(diào)速電動機(jī)除可分為有級恒速電動機(jī)、無級恒速電動機(jī)、有級變速電動機(jī)和無極變速電動機(jī)外，還可分為電磁調(diào)速電動機(jī)、直流調(diào)速電動機(jī)、 PWM 變頻調(diào)速電動機(jī)和開關(guān)磁阻 調(diào)速電動機(jī)。 電動機(jī)的選擇 應(yīng)在滿足 生產(chǎn)條件下 ，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格便宜的電動機(jī)。電動機(jī)種類選擇時(shí)應(yīng)考慮的主要內(nèi)容有： （ 1）電動機(jī)的機(jī)械特性應(yīng)與所拖動生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性相匹配； （ 2）電動機(jī)的調(diào)速性能（調(diào)速范圍、調(diào)速的平滑性、經(jīng)濟(jì)性）應(yīng)該滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。對調(diào)速性能的要求在很大程度上決定了電動機(jī)的種類、調(diào)速方法以及相應(yīng)的控制方法； （ 3）電動機(jī)的啟動性能應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械對電動機(jī)啟動性能的要求，電動機(jī)的啟動性能主要是啟動轉(zhuǎn)矩的大小，同時(shí)還應(yīng)注意電網(wǎng)容量對電動機(jī)啟動電流的 限制； （ 4）電源種類 在滿足性能的前提下應(yīng)優(yōu)先采用交流電動機(jī)； （ 5）經(jīng)濟(jì)性 一是電動機(jī)及其相關(guān)設(shè)備（如：啟動設(shè)備、調(diào)速設(shè)備等）的經(jīng)濟(jì)性；二是電動機(jī)拖動系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，主要是要效率高，節(jié)省電能。 交流伺服電機(jī)性能 說到 交流伺服電機(jī)就不能不說和他有比較的步進(jìn)電機(jī)，那么兩者之間的區(qū)別和不同到底在那里呢？讓我們通過比較來分析 首先，控制精度不同 上海電機(jī)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）格式規(guī)范 36 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 176。、 176。，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 176。、 176。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī) 步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為 176。；德國百格拉公司（ BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為 176。、 176。、 176。、176。、 176。、 176。、 176。、 176。，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。 %% 交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn) 2500 線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為 360176。 /10000=176。對于帶 17 位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動器每接收 217=131072 個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為 360176。 /131072= 秒。是步距角為 176。的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的 1/655。 其次，低頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技 術(shù)等。 %% 交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（ FFT），可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。 再次，矩頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在 300～ 600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2020RPM 或 3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出 再有，過載能力不同 步進(jìn)電機(jī)一般不具 有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象 還有，運(yùn)行性能不同 步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán) 控制，驅(qū)動器可直接對電機(jī)編碼器反上海電機(jī)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠 最后，速度響應(yīng)性能不同 步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要 200～ 400 毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 MSMA 400W 交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合 從以上的比較，我們不難看出交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動機(jī)。所以，在控制 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選擇了交流伺服電機(jī)。 電動機(jī)的 采用 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，電動機(jī)的額定功率為 ，采用數(shù)控電機(jī)，通過對于電動機(jī)的性能的比較，決定采用交流伺服電動機(jī)。經(jīng)過資料的查詢，我選擇了上海開通數(shù)控有限公司的 GK60616AC31 交流伺服電機(jī) ，它 適用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給、輕工機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備等 。具體性能參數(shù)請見表 35，電動機(jī)的外形參考圖 322，選定