【正文】 帶輪設(shè)計(jì) [9] 由于主軸采用電機(jī)通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，故對主軸帶輪進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)。已知：傳遞功率 P0 = ， 主軸轉(zhuǎn)速 N =2304r/min， 傳動(dòng)比 i=， 一般用途使用時(shí)間10年（每年工作 250天），雙班制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，具體設(shè)計(jì)如下： ⑴ 確定計(jì)算功率 P 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 磨頭設(shè)計(jì) 19 查得工況系數(shù) = ,則 10. 65 11. 7A P o k WPK ? ? ?? ⑵ 選擇 V 帶型號 根據(jù) P=， n=2304r/min,查手冊得：選用 B 型。 ⑶ 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 12dd、 查手冊得： 1d =125mm， 則 21 125 200d i mmd? ? ? ? ? ⑷ 驗(yàn)算帶的速度 1 1 2 5 2 3 0 4 = 1 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dn msv ?????? π π25m/s ⑸ 確定中心距 a 和 V 帶基準(zhǔn)長度 Ld 由 （ 1d + 2d ） ≤0a ≤2（ 1d + 2d ） 即 =(125mm+200mm)≤0a ≤2(125mm+200mm)=650mm 則初選 中心距 0a =430mm ⑹ 初算 V 帶的基準(zhǔn)長度 0dL 2210 0 1 2 0()2 24d dda aL ??? π（ d + d ） + 2( 2 0 0 1 2 5 )2 4 3 0 2 4 4 3 0?? ? ? ?π（ 125+200 ） + =1374mm 選取基準(zhǔn)長度 0dL =1400mm 實(shí)際中心距： 00 1 4 0 0 1 3 7 44 3 0 4 4 322ddLL mmaa ? ?? ? ? ?? 取 a=443mm ⑺ 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1a 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 磨頭設(shè)計(jì) 20 0 0 0 0 0 0211 2 0 0 1 2 51 8 0 5 7 . 3 = 1 8 0 5 7 . 3 = 1 7 0 . 3 1 2 0443ddaa ?? ? ?,合適 ⑻ 確定 V帶根數(shù) 由 1d =125mm， n=2304r/min，查得， B型單根 V帶所能傳遞的基本額定功率1P =，功率增量 1P? =，查得包角系數(shù) aK =，長度修正系數(shù)LK =；所需帶的根數(shù) 1 1 11 1 . 7 4 . 1 5[ ] ( ) ( 2 . 6 4 0 . 5 6 ) 0 . 9 8 0 . 9 0ccaLPPP P P K Kz ? ? ?? ? ? ?? 取 z =5根 ⑼ 確定初拉力 0F 20 500 2 .5( 1 )caP qvzv KF ? ? ?，查得， A型帶 q =， 得： 20 5 0 0 1 1 . 7 2 . 5( 1 ) 0 . 1 7 1 5 1 3 95 1 5 0 . 9 8 NF ?? ? ? ? ? ?? ⑽ 確定作用在軸上的壓軸力 QF 010 1 7 0 .32 s in 2 5 1 3 9 s in 1 3 8 422Q az F NF ? ? ? ? ? ? ⑾ 帶輪結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)（ 見主軸裝配圖 ） 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 工作臺設(shè)計(jì) 21 4 工作臺設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，磨頭的位置恒定，因此磨削量的控制將通過工作臺的升降來實(shí)現(xiàn)。本章將介紹此工作臺的具體設(shè)計(jì)。 首先，工件的定位與夾緊是通過磁臺來實(shí)現(xiàn)的，而工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是通過傳送帶來實(shí)現(xiàn)，在磨削過程中，當(dāng)加工不同厚度工件的時(shí)候，需要調(diào)節(jié)磁 臺與磨頭間的位置高度，而實(shí)際磨削去毛刺過程中，這個(gè)位置高度值就是工件的厚度，所以如何調(diào)節(jié)這個(gè)高度值就該由工作臺來實(shí)現(xiàn)，即工作臺將能夠?qū)崿F(xiàn)上下位置的升降。而摩擦片的厚度往往不是很大，前面機(jī)床主要參數(shù)中提到，加工工件厚度范圍為320 mm ，即工作臺需要能夠?qū)崿F(xiàn) 17 mm 的微量上下調(diào)節(jié)。為了解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)中將通過一個(gè) 蝸 輪蝸桿傳動(dòng)與一個(gè)絲桿螺母傳動(dòng)的組合來實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)過程中通過手動(dòng)調(diào)節(jié)與蝸桿相連接的手輪控制磨削量，最后通過絲桿的上下移動(dòng)來完成對工作臺升降的控制（詳細(xì)結(jié)構(gòu)見工作臺裝配圖）。對蝸桿傳動(dòng)和絲桿螺 母的設(shè)計(jì)如下： 由于此傳動(dòng)只是調(diào)節(jié)磨削量，傳動(dòng)過程中沒有受到實(shí)際載荷，也不需要有轉(zhuǎn)速控制，因而只需對各傳動(dòng)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)作出必要設(shè)計(jì)即可。 蝸 輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) [9] ① 選擇材料與熱處理方式 蝸桿選用 45 鋼，表面淬火處理，齒面硬度 45 HRC 。 蝸 輪材料選用ZcuSn10Pb1， 砂型鑄造。 ② 去頂蝸桿頭數(shù) 1z 和 蝸 輪齒數(shù) 2z 為了保證 傳動(dòng)的精確性，必須保證 蝸 輪不能帶動(dòng)蝸桿，即需要 “ 自鎖 ” 。因此蝸桿頭數(shù) 1z =1。傳動(dòng)比比選用推薦標(biāo)準(zhǔn)值 i=40，則 21 40 1 40z iz? ? ? ?。 ③ 確定蝸桿分度圓直徑 1d 與模數(shù) m 查閱手冊，初選 1d =28mm，模數(shù) m=。 ④ 確定 蝸 輪分度圓直徑 2d ? ? ? ?22 1. 6 40 64d mz mm ⑤ 確定蝸桿倒程角 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 工作臺設(shè)計(jì) 22 ? ?? ? ?111 . 6 1t a n 0 . 0 5 7 128mzd 得： ? =176。 ⑥ 主要幾何參數(shù) m=, 1z =1, 2z =40, ? =176。 1d =28mm, 2d =64, ? ? ? ? ?1211( ) ( 2 8 6 4 ) 4 622a d d m m 蝸 輪喉圓直徑 ? ? ? ? ? ? ?2 2 22 64 2 1 1. 6 67 .2aad d h mm mm mm 齒頂圓直徑 ? ? ? ? ? ? ?1 1 12 2 8 2 1 1 . 6 3 1 . 2aad d h m m m m ? ? ? ? ? ?22 1. 5 67 .2 1. 5 1. 6 69 .6ead d m mm mm 齒根圓直徑 ? ? ? ? ? ? ?1 1 12 28 2 1. 2 1. 6 24 .1 6ffd d h mm mm ? ? ? ? ? ? ?2 2 22 64 2 1. 2 1. 6 60 .1 6tfd d h mm mm ⑦ 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖 絲桿螺母傳動(dòng)設(shè)計(jì) [9] 在此傳動(dòng)中，選用的是一般滑動(dòng)絲桿副傳動(dòng)，采用的是螺母轉(zhuǎn)動(dòng) —— 絲桿移動(dòng)的方式，且絲桿一端簡支、一端自由。螺母選用梯形螺紋，可以有很好的 “ 自鎖性 ” ，能夠保證調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。此外由于渦輪蝸桿傳動(dòng)要與絲桿螺母傳動(dòng)相聯(lián)接，所以設(shè)計(jì)中將螺母與渦輪連接在一起，可以很好的解決此問題，具體結(jié)構(gòu)及尺寸見零件圖與工作臺裝配圖。下面給出絲桿、螺母的主要尺寸參數(shù)： 螺距： P=2mm 絲桿外徑： d =26mm 絲桿內(nèi)徑： 1d = 絲桿、螺母中徑： 2d =25mm 螺母外徑： d′= 螺母內(nèi)徑 ： d′=24mm 絲桿斷面積： A= 2cm 螺紋升角： ψ=1176。27′31″ 絲桿斷面極慣性矩： In= 4cm 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 工作臺設(shè)計(jì) 23 絲桿端面慣性矩： I= 4cm 需要強(qiáng)調(diào)的是，由于絲桿兩端都沒有固定，這勢必會(huì)對傳動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性有影響，因而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將絲桿螺母用一個(gè)軸承起到絲桿軸向固定，絲桿聯(lián)接到工作臺時(shí)盡量防止工作臺水平面的移動(dòng)，運(yùn)用一個(gè)凸臺可以很好的防止，此外由于工作臺微量調(diào)節(jié)，為了保護(hù)工作臺上升高度太高，與磨頭向接觸，在絲桿尾部設(shè)計(jì)了一個(gè)止動(dòng)安全墊片，詳情見工作臺裝配圖。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 5 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)用于控制除主運(yùn)動(dòng)以為的其他運(yùn)動(dòng)，在本設(shè)計(jì)中，主運(yùn)動(dòng)即砂帶的磨削運(yùn)動(dòng)由一個(gè)電機(jī)通過 V帶傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，所以進(jìn)給系統(tǒng)需要控制 工件的進(jìn)給速度。前文總體設(shè)計(jì)中提到，工件的進(jìn)給速度控制由傳送帶帶動(dòng)工件移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，且為保證工件的表面加工質(zhì)量，工件的進(jìn)給速度為 Vw =3m/min 。由于此速度較低，需要一定的減速機(jī)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)，減速箱的傳動(dòng)比將會(huì)很大。而本設(shè)計(jì)中的進(jìn)給系統(tǒng)由一個(gè)傳送帶、減速箱與驅(qū)動(dòng)電機(jī)簡單組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過減速箱減速后與傳送帶聯(lián)接，可以較好的實(shí)現(xiàn)工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。減速箱一般可由廠家訂購，由于起傳動(dòng)比較大，而 蝸 輪蝸桿傳動(dòng)比往往很大且有較好的傳動(dòng)性能，因而選用二級 蝸 輪蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的減速箱，這樣就可以很好的解決此問題。所以只需根據(jù) 實(shí)際磨削運(yùn)動(dòng)選擇一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以及完成傳送帶的設(shè)計(jì)，將可以實(shí)現(xiàn)工件進(jìn)給速度為 Vw=3m/min 這一要求。具體結(jié)構(gòu)及安裝見傳送帶安裝圖。下面對選用的電機(jī)及傳送帶設(shè)計(jì)介紹如下： 在工件的磨削過程中，傳送帶帶動(dòng)工件移動(dòng)，工件受磁臺吸附定位加緊，且受到砂帶的磨削運(yùn)動(dòng)，因而作用到傳送上的作用力，實(shí)際上為砂帶對工件的磨削力與傳送帶與磁臺的摩擦力。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的載荷就是克服這些力所做的功以及加上在傳動(dòng)過程中的功率損失。選用電機(jī)應(yīng)該按照此條件來選用。 N 已知：不計(jì)工件 重量，作用到工件上的磨削力為： Fn=511N， Ft=355N，設(shè)傳送帶與磁臺之間的摩擦系數(shù) u=。則 ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?() ( 3 5 5 0 . 5 5 1 1 ) 3 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0w t n wF V F F u VN k W 可以看出驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要的功率很小，幾乎可以忽略不計(jì)，而電機(jī)所作的另一部分功為也很小。因而選用 Y132S8電機(jī)，可以完全滿足進(jìn)給要求，它的主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定功率： 滿載轉(zhuǎn)速： 710r/min 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩： 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩： 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 現(xiàn)在傳送帶設(shè)計(jì)中，主要考慮帶輪的直徑、寬度以及中心距。由于驅(qū)動(dòng) 電機(jī)已經(jīng)選定，而減速箱傳動(dòng)比 i由廠家產(chǎn)品決定，可以先初定帶輪直徑，在選用一定傳動(dòng)比 i的減速箱。由于前面工作臺的設(shè)計(jì)中給出了工作臺的裝配高度，其高度為355mm，輪徑應(yīng)大于 355mm，綜合考慮初定帶輪直徑 d0=400mm ，寬度由于砂帶寬度 B=200mm，因而帶輪寬度選為 B′=220mm。帶輪需要兩個(gè)組合安裝， 帶輪材料選用一般鋁材即可，詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見傳送帶安裝圖。 求傳動(dòng)比 i： 帶輪轉(zhuǎn)速： 3 / m in 2 . 3 9 / m in0 . 4w oV mnrd??? ? ? 傳動(dòng)比： 1710 297i ?? 選用傳動(dòng)比 i=1:300的減速箱， 則 17 1 0 2 .3 7300n ? ? ? 3 / m in 4032 .3 7wV md m mn??? ? ? 4 0 3 4 0 01 0 0 % 1 0 0 % 0 . 7 5 % 5 %400oddd? ?? ? ? ? ?，合適 即帶輪直徑為 d=400mm 此外帶輪間中心距選擇時(shí)主要考慮工作臺的寬度尺寸，由于前文已經(jīng)給出磁臺長度為 200mm，工作臺寬度應(yīng)大于 200mm，綜合考慮初定帶輪中心距 a=800mm。 皮帶長度： 0 2a 2 800 400 285 6L d m m m m m m??? ? ? ? ? ? 查標(biāo)準(zhǔn)，選取 L=2800mm 實(shí)際中心距： 11( ) ( 2 8 0 0 4 0 0 ) 7 7 222a L d m m m m m m??? ? ? ? ? ? 值得注意的是，工作臺的升降必將會(huì)導(dǎo)致傳送帶的長度改變，但是由于加工工件的厚度范圍限于 320mm，這是一個(gè)很小的微量變化，因此不必因此設(shè)計(jì)中心距調(diào)節(jié)裝置，只需在傳送帶張緊時(shí)設(shè)定一個(gè)合適的張緊力即可。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 機(jī)床功能分析 26 6 機(jī)床功能分析 通過前面幾個(gè)章節(jié)的詳細(xì)設(shè)計(jì)說明，基本實(shí)現(xiàn)機(jī)床各部分的功能。總的來說，設(shè)計(jì)的砂帶磨削機(jī)床主要由砂帶磨削頭、傳送帶動(dòng)力頭以及磁性工作臺三個(gè)部分組成。其中，砂帶磨頭采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過 V帶傳動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)接觸輪，簡單高效，整個(gè)砂帶磨頭安裝在工作臺垂直方向的 正中位置，且位置恒定不動(dòng)，保證磨削了磨削運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定