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

　　

【正文】 力，與實際負荷組合所產(chǎn)生得應力相同。 PO=XO*F r+Ys*Fa[KN] 其中 PO 當量靜負荷， Fr 徑向負荷， Fa 軸向負荷，單位都是千牛頓， XO 徑向系數(shù)， YO 軸向系數(shù)。 動負荷軸承 DIN ISO 281 所規(guī)定的動負 荷軸承計算標準方法的基礎是材料疲勞失效（出現(xiàn)凹坑），壽命計算公式為： L10=L=(C/P)P [106 轉 ] 其中 L10=L 名義額定壽命 [106 轉 ] C 額定動負荷 [KN] P 當量動負荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10 是以 100 萬轉為單位的名義額定壽命 [106 轉 ] C 額定動負荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10 是以 100 萬轉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%應該達到或者超過該值。額定動負荷 C [KN]在每一類軸承的參數(shù)表中都可以找到，在該負荷作用下，軸承可以達到 100萬 轉的額定壽命。當量動負荷 P [KN]是一項理論值，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。當量動負荷作用下的軸承壽命與實際負荷組合作用時相同。 P=X*Fr+Y*Fa 其中： P當量動負荷， Fr 徑向負荷， Fa 軸向負荷，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 值及當量動負荷計算依據(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 變負荷及變速度 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文） 31 如果軸承動負荷的值及速度隨時間而變化，那么在計算當 量負荷時就得有相應的考慮。連續(xù)的負荷及速度曲線就要用分段近似值來替代。當量動負荷的計算公式變?yōu)椋? 滾動軸承的最小負荷 過小的負荷加上潤滑不足，會造成滾動體打滑，導致軸承損壞。保持架軸承的最小負荷系數(shù) P/C=,而滿裝軸承的最小負荷系數(shù) P/C=(P 為當量動負荷， C為額定動負荷 )。 主軸上的軸承的選擇和壽命校核 本次設計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承受徑向負荷和軸向負荷。能在較高的轉速下工作。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方向的軸向負荷，在承受徑向負荷時，將引起附加軸向力。 并且只能限制軸或外殼在一個方向的軸向位移。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，而且可在兩個方向使軸或外殼限制在軸向游隙范圍內(nèi)。 安裝時的圖示（ 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，所以可以同時承受徑向負荷和軸向負荷 —— 聯(lián)合負荷（單列角接觸球軸承只能承受單方向軸向負荷，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 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（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（圖示方向為正，相反方向為負） 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) 脂潤滑極限轉速 nlimz = 8500(r/min) 油潤滑極限轉速 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) 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（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 = 。 計算公式： 當量動載荷 ? ?arp YFXFfP ?? 當量動載荷 ： P1 = (N) P2 = (N) 已知條件： 額定動載荷 C = 19500(N) 當量動載荷 P = (N) 軸承轉速 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） 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）格式規(guī)范 34 基本額定壽命： ( 轉 ) 額定壽命修正 10321na LaaaL ? 可靠度系數(shù) a1 = 1 材料系數(shù) a2 = 1 運轉條件系數(shù) a3 = 1 Lh = 21631(h) L10 = 389( 轉 ) Lna = 389( 轉 ) 校核結果：合格 電動機的選擇 電動機的種類及其選擇原則 （ 1） 按其功能可分為驅動電動機和控制電動機；按電能種類分 為直流電動機和交流電動機；從電動機的轉速與電網(wǎng)電源頻率之間的關系來分類可分為同步電動機與異步電動機；按電源相數(shù)來分類可分為單相電動機和三相電動機；按防護型式可分為開啟式、防護式、封閉式、隔爆式、防水式、潛水式；按安裝結構型式可分為臥式、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)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。 （ 3） 按結構及工作原理分類 電動機按結構及工作原理可分為異步電動機和同步電動機。 同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同電動機 。 異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。 直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁 鎳鈷永磁直流電動機。 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文） 35 （ 4） 按起動與運行方式分類 電動機按起動與運行方式可分為電容起動式電動機、電容盍式電動機、電容起動運轉式電動機和分相式電動機。 （ 5） 按用途分類 電動機按用途可分為驅動用電動機和控制用電動機。 驅動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。 控制用電動 機又分為步進電動機和伺服電動機等。 （ 6） 按轉子的結構分類 電動機按轉子的結構可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。 （ 7） 按運轉速度分類 電動機按運轉速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)速電動機。 低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。 調(diào)速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無極變速電動機外，還可分為電磁調(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、 PWM 變頻調(diào)速電動機和開關磁阻 調(diào)速電動機。 電動機的選擇 應在滿足 生產(chǎn)條件下 ，優(yōu)先選用結構簡單、運行可靠、維護方便、價格便宜的電動機。電動機種類選擇時應考慮的主要內(nèi)容有： （ 1）電動機的機械特性應與所拖動生產(chǎn)機械的機械特性相匹配； （ 2）電動機的調(diào)速性能（調(diào)速范圍、調(diào)速的平滑性、經(jīng)濟性）應該滿足生產(chǎn)機械的要求。對調(diào)速性能的要求在很大程度上決定了電動機的種類、調(diào)速方法以及相應的控制方法； （ 3）電動機的啟動性能應滿足生產(chǎn)機械對電動機啟動性能的要求，電動機的啟動性能主要是啟動轉矩的大小，同時還應注意電網(wǎng)容量對電動機啟動電流的 限制； （ 4）電源種類 在滿足性能的前提下應優(yōu)先采用交流電動機； （ 5）經(jīng)濟性 一是電動機及其相關設備（如：啟動設備、調(diào)速設備等）的經(jīng)濟性；二是電動機拖動系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，主要是要效率高，節(jié)省電能。 交流伺服電機性能 說到 交流伺服電機就不能不說和他有比較的步進電機，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 上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）格式規(guī)范 36 兩相混合式步進電機步距角一般為 176。、 176。，五相混合式步進電機步距角一般為 176。、 176。也有一些高性能的步進電機 步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為 176。；德國百格拉公司（ BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為 176。、 176。、 176。、176。、 176。、 176。、 176。、 176。，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。 %% 交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機為例，對于帶標準 2500 線編碼器的電機而言，由于驅動器內(nèi)部采用了四倍頻技術，其脈沖當量為 360176。 /10000=176。對于帶 17 位編碼器的電機而言，驅動器每接收 217=131072 個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為 360176。 /131072= 秒。是步距角為 176。的步進電機的脈沖當量的 1/655。 其次，低頻特性不同 步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上采用細分技 術等。 %% 交流伺服電機運轉非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（ FFT），可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。 再次，矩頻特性不同 步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時會急劇下降，所以其最高工作轉速一般在 300～ 600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2020RPM 或 3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出 再有，過載能力不同 步進電機一般不具 有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額定轉矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象 還有，運行性能不同 步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉的現(xiàn)象，停止時轉速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問題。交流伺服驅動系統(tǒng)為閉環(huán) 控制，驅動器可直接對電機編碼器反上海電機學院繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文） 37 饋信號進行采樣，內(nèi)部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠 最后，速度響應性能不同 步進電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）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 交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速 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)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以，在控制 系統(tǒng)的設計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?shù)目刂齐姍C。而這次畢業(yè)設計我選擇了交流伺服電機。 電動機的 采用 根據(jù)設計任務書的要求，電動機的額定功率為 ，采用數(shù)控電機，通過對于電動機的性能的比較，決定采用交流伺服電動機。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 ，它 適用于數(shù)控機床進給、輕工機械、醫(yī)療設備等 。具體性能參數(shù)請見表 35，電動機的外形參考圖 322，選定