【正文】 這些 MAC 值指出的是，相關性之間。在此表中，由于開發(fā)這項工作的重要性，已經強調四個值相對應的 MAC 應該盡可能多的配對模式的形狀。 通過 LMS CadaX 軟件的分析得到頻響函數的分析數據，在所需頻率范圍內獲得 10 個自然頻率模式的形狀和阻尼因子。圖 3 說明了在分析中所使用的幾何形狀，其中箭頭示出的是激發(fā)點方向。 實驗分析 沖擊試驗的試驗模態(tài)分析（ EMA）在無心磨床 中進行。關節(jié)有很多不確定性，使精確建模變得十分困難。 該模型準確地預測了機器的不同元件的彈性慣量及其屬性。 圖 1 無心磨床結構示意圖 圖 2 FE 模型機床 圖 3 EMA的幾何模型 在 0160 赫茲的頻率范圍內總共獲得 15 個振型和模態(tài)。這個模型，它由 3200 個節(jié)點和 37,807 種元素組成，具體在圖 2 中有描繪。在預測的動態(tài)響應機的操作條件下，分別觀察不同組件的實際行為。此模型的優(yōu)點是它的簡單性，但也是有限的，因為機器是由幾個假設的無限元作為機床的剛性部件，磨削砂輪和砂輪頭，所以它不能充分地模擬工件切割點和砂輪的接觸點之間的力傳遞的路徑。 以前這項工作的發(fā)展：埃爾比澤瑞研究的振動響應的機器研究使用集中質量模型，其特征在于所述移動部件在進給方向（參照圖 1）由兩個滾珠螺釘導向。 最后一個問題的研究需要足夠的機床動態(tài)特性的知識，所以研究人員通過數值 模型，在其原始設計及修改后的基礎上通過系統(tǒng)來預測機床的動態(tài)響應。動態(tài)不穩(wěn)定性源于再生過程和動態(tài)結構的相互作用。這些研究顯示了幾何動態(tài)不穩(wěn)定性的產生原因。其最常見的一種情況是，表面粗糙的工件在接觸砂輪和工作導輪后，其中心產生的位移導致了偏差的產生。 這種配置可以在最小的工序范圍內用一個簡單易用的方式來安裝 /卸下工件，從而提供高度的靈活性，在一定意義上，同時實現高生產力與精確的 零件尺寸公差。模擬與加工測試獲得的結果相比之后，它被證明模型可以準確地預測無心磨床的動態(tài)行為，特別是關于振動。使用從機床試驗模態(tài)分析（ EMA）中得 到的結果作為參考，采用有限元（ FE）模型進行驗證，并提高使用相關性和更新技術。此外，這樣的研究需要一個精確測定動態(tài)屬性的特定機器。最后，院里的領導 和其他老師也給了我很大的關心，再一次對大家表示衷心的感謝！ 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 42 譯 文 基于修正有限元模型的高速無心磨床動力學建模 摘要 ： 無心磨床操作中出現了一些獨特的特征，在再生顫振的過程中特別容易產生不穩(wěn)定性。值此論文完成之際，謹向導師表示衷心的感謝，并感謝同組同學對我的合作和支持。在老師的指導下，我順利地完成了本次畢業(yè)設計的全部任務。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 40 參考文獻 [1] 卜炎 , 機械設計 . 機械傳動裝置設計手冊 [M]. 機械工業(yè)出版社 , 1999. 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[7] 馮辛安，黃玉美 .機械制造裝備設計 [M].北京，機械工業(yè)出版社 。導軌的往復運動方面，則運動了液壓傳動。在蝸輪蝸桿的設計方面，選擇了合理的蝸輪蝸桿尺寸，同時對蝸桿軸以及蝸輪主軸的疲勞強度校核和剛度校核。導輪架的結構設計重點在于兩個傳動系統(tǒng)間傳動比的合理分配，使之達到最高效率的運轉。通過多個傳動方案的比較，最終選 定了由轉差離合器實現無級調速的設計要求。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 39 結 論 本設計通過前期查閱大量的國內外文獻以及參考資料，深刻理解了無心磨削的基本原理，了解了無心磨削在國內外的研究現狀及發(fā)展趨勢，為無心磨床導輪架及其修整器的結構設計打下了基礎。 根據其不同的排列和結構 ,形成多種規(guī)格的金屬筆 ,以適應不同磨床的砂輪修整。使用破裂的金剛石參加修整時不易脫落。在磨床導輪整修中，產品可保持持久耐磨。 金剛石筆 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 38 金剛石筆具有尖角鋒利，硬度高等特點。 關于潤滑方法，對于載荷不大 、導軌面較窄的精密儀器導軌，通常只需直接在導軌上定期地用手加油即可，導軌面也不必開出油溝。常用的潤滑油有機油，精密機床液壓導軌油和變壓器油等。潤滑油應具有良好的潤滑性能和足夠的油膜強度，不浸蝕機件，油中的雜質應盡量少。 選擇導軌潤滑油的主要原則是載荷越大、速度越低，則油的粘度應越大；垂直導軌的潤滑油粘度，應比水平導軌潤滑油的粘度大些。這主要是潤滑油的分子吸附在導軌接觸表面，形成厚度約為 ～ 的一層極薄的油膜，從而阻止或減少導軌面間直接接觸的緣故。除此之外為提高鑄鐵導軌的耐磨性，常對導軌表面進行淬火處理。常用的是 HT200～ HT400，硬度以 HB=180～200 較為合適。它具有成本低、工藝性好、減振性好、熱穩(wěn) 定性高、易于鑄造和切削加工等優(yōu)點。 圖 本課題修整器導軌設計方案 目前導軌常用的材料有鑄鐵、鋼、非鐵金屬、和塑料等。 如圖 所示， 燕尾形導軌的調整及夾緊較簡便，用一根鑲條可調節(jié)各面的間隙，且高度小，結構緊湊；但制造檢驗不方便，摩擦力較大，剛度較差。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 36 表 導軌結構的基本形式 對稱三角形 不對稱三角形 矩形 燕尾形 圓形 凸形 凹形 基于以上原因，由于本設計對導軌強度要求不高，考慮到維修簡單，加工成本。 如表 所示， 常見的滑動導軌結構的基本形式有三角形、矩形、燕尾形及圓形四種，每種又分為凸形和凹形兩類。 (2)椎面環(huán)形導軌 :可以承受一定徑向載荷，工藝性差?；瑒訉к壍慕孛嫘螤?、特點及應用有： (1)平面環(huán)形導軌 :承載能力大 ,工作精度高、結構簡單、制造方便，但只能承受軸向載荷，必須與主軸聯合使用，由主軸承受徑向載荷。 本課題修整器導軌選用滑動導軌。疲勞和壓潰是滾動導軌失效的主要原因，為此應控制滾動導軌承受的最大載荷和受載的均勻性。低速運動的平穩(wěn)性與導軌的結構和潤滑，動、靜摩擦系數的差值，以及導軌的剛度等有關。影響它的因素有：導軌的幾何精度、接觸精度、結構形式、剛度、熱變形、裝配質量以及液體動壓 和靜壓導軌的油膜厚度、油膜剛度等。因導軌在工作過程中難免有所磨損，所以應力求減少磨損量，并在磨損后能自動補償或便于調整。為減輕或平衡外力的影響，可采用加大導軌尺寸或添加輔助導軌的方法提高剛度。根據導軌的設計要求 —— 導向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結構工藝性好等來設計 導軌的結構形狀。 圖 液壓系統(tǒng)示意圖 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 34 修整器 導軌 設計 導軌的作用是當運動件沿著承導件作直線運動時，承導件上的 導軌 起支承和導向的作用，即支承運動件和保證運動件在外力（載荷及運動件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進行直線運動。橫進給磨削的推料動作，由電磁閥操縱，電磁閥的動作有裝在進給手柄上的撞桿及行程開關控制。油箱清洗較方便，可單獨取出后清洗。 液壓傳動系統(tǒng)設計 本機床的液壓系統(tǒng)只用于修整磨削輪和導輪時修整的往復運動，及工件橫進給磨削時的推料動作。 ③ 傳動精度高 經過淬硬并精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副本身就具有很高的制造精度 ,又由于摩擦小 ,絲杠副工作時溫升 和熱變形小 ,容易獲得較高的傳動精度 . ④ 使用壽命長 滾珠是在 淬 硬的滾道上作滾動運動 ,磨損極小 ,期使用后仍能保持其精度 ,因而壽命長 ,且具有很高的可靠性 .其壽命一般比滑動上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 32 絲杠要高 5~6倍 . 因此在 X向選擇滾珠絲杠副作為傳動元件 . Y 向傳動機構的確定 （ 1） Y向減速裝置的選擇 Y向傳動的特點是 : 電動機輸出軸與進給螺桿平行 .齒輪傳動較適合于平行軸間傳遞運動及動力 ,且具有以下特點 : ① 瞬間傳動比恒定 ② 傳動比范圍大 ③ 速度和傳遞功率的范圍大 可用于高速 ,中速和低速的傳動 ,功率可從小于 1W ～ 510kW ④ 傳動效率高 一對高精度的漸開線圓柱齒輪 ,效率可達 99%以上 . ⑤ 結構緊湊 適用于近距離傳動 . 齒輪傳動可分為漸開線圓柱齒輪傳動 ,圓弧齒輪傳動，圓錐齒輪傳動，準雙曲面齒輪傳動等多種類型，考慮到傳動效率及加工難度等因素， Y向減速裝置確定使用漸開線齒輪、減速器。 （ 2） X向傳動元件的確定 X向跨度較大，要求系統(tǒng)剛度好，而滾珠絲杠有如下特點： ① 傳動效率高 效率高達 90%～ 95%，耗費的能量僅為滑動絲杠的 1/3。 在本設計中，傳動機構具有可分為傳動（ X）和進給（ Y）兩個方向 .上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 31 如圖 所示 導輪傳動（ X 向）進給（ Y 向）金剛石筆 圖 導輪修整器傳動示意圖 X 向傳動機構的確定 （ 1） X向減速裝置的選擇 X向電動機輸出軸與絲杠軸線成 90176。 （ 3） 小型化、輕量化：隨著 機電一體化系統(tǒng)精密化、高速化的發(fā)展，必然要求其傳動機構小型輕量化，以提高運動靈敏度、減小沖擊、降低能耗。因此，機械傳動機構應能適應高速運動的要求 。 隨著機電一體化技術的發(fā)展，要求傳動系統(tǒng)不斷使用新的技術要求。機械傳動部件對伺服系統(tǒng)的伺服特性有很大影響，特別是其傳動類型、傳動方式、傳動剛性以及傳動的可靠性對機電一體化系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和快速 響應性有重大影響。其主要功能是傳遞轉矩和轉速。滑動軸承應用場合一般在低速重載工況條件下，或者是維護保養(yǎng)及加注潤滑油困難的運轉部位。但起動摩擦阻力較大?；瑒虞S承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。圓錐滾子軸承能夠承受一個方向的軸向載荷，能夠限制軸或外殼一個方向的軸向位移。軸承承載能力取決于外圈的滾道角 度，角度越大承載能力越大。 窩輪軸的校核計算 分度圓直徑 90d mm? 轉矩 N m?? 切向 力 22 F KN?? 軸向力 21 F KN?? 徑向力 2 r1 =0 13rF F KN? . （ 2） 水 平平面 H 和沿垂平面 V 的支座反力 水平面 H 內的支座反力 12 F K N?? 水平面 H 的彎矩 1 352 0. 175 61. 6H a HM L F N m? ? ? ? ? ? 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 無心磨床導輪架及其修整器結構設計 28 沿垂平面 V 內的支座反力 2224900 .1 4 0 .1 3 3 5 2220 . 0 7 42 7 0 4arvdF F LF K NL? ? ? ? ?? ? ? 3 2 4 0. 13 0. 07 4 0. 05 6v r vF F F KN? ? ? ? ? 垂直面 V 的彎矩計算 33443 5 2 0 .0 5 6 1 9 .7 1 23 5 2 0 .0 7 4 2 6 .0 4 8vvM F L N m mM F L N m m? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 2）合成彎矩 Ma 2 2 2 2332 2 2 2446 1 . 6 1 9 . 7 1 2 6 4 . 6 86 1 . 6 2 6 . 0 4 8 6 6 .8 8a H a va H a vM M M N m mM M M N m m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 4） 計算扭矩 T 2 900 . 3 5 1 5 .7 522t dT F N m? ? ? ? ? ? （ 5） 危險截面的當量彎矩 2 2 24133( ) 6 6 .8 8 ( 0 . 6 1 5 . 7 5 ) 6 7 . 5 411 6 7 . 5 4 0 . 9 2 6 [ ] 6 00 . 1 0 . 1 0 . 0 9eaeeM M T N m mM M P ad??? ?? ? ? ?