【正文】 這些 MAC 值指出的是，相關(guān)性之間。在此表中，由于開發(fā)這項工作的重要性，已經(jīng)強(qiáng)調(diào)四個值相對應(yīng)的 MAC 應(yīng)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(shù)的分析數(shù)據(jù)，在所需頻率范圍內(nèi)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(diǎn)方向。 實(shí)驗分析 沖擊試驗的試驗?zāi)B(tài)分析（ EMA）在無心磨床 中進(jìn)行。關(guān)節(jié)有很多不確定性，使精確建模變得十分困難。 該模型準(zhǔn)確地預(yù)測了機(jī)器的不同元件的彈性慣量及其屬性。 圖 1 無心磨床結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2 FE 模型機(jī)床 圖 3 EMA的幾何模型 在 0160 赫茲的頻率范圍內(nèi)總共獲得 15 個振型和模態(tài)。這個模型，它由 3200 個節(jié)點(diǎn)和 37,807 種元素組成，具體在圖 2 中有描繪。在預(yù)測的動態(tài)響應(yīng)機(jī)的操作條件下，分別觀察不同組件的實(shí)際行為。此模型的優(yōu)點(diǎn)是它的簡單性，但也是有限的，因為機(jī)器是由幾個假設(shè)的無限元作為機(jī)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(diǎn)和砂輪的接觸點(diǎn)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(yīng)的機(jī)器研究使用集中質(zhì)量模型，其特征在于所述移動部件在進(jìn)給方向（參照圖 1）由兩個滾珠螺釘導(dǎo)向。 最后一個問題的研究需要足夠的機(jī)床動態(tài)特性的知識，所以研究人員通過數(shù)值 模型，在其原始設(shè)計及修改后的基礎(chǔ)上通過系統(tǒng)來預(yù)測機(jī)床的動態(tài)響應(yīng)。動態(tài)不穩(wěn)定性源于再生過程和動態(tài)結(jié)構(gòu)的相互作用。這些研究顯示了幾何動態(tài)不穩(wěn)定性的產(chǎn)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(dǎo)輪后，其中心產(chǎn)生的位移導(dǎo)致了偏差的產(chǎn)生。 這種配置可以在最小的工序范圍內(nèi)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(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)力與精確的 零件尺寸公差。模擬與加工測試獲得的結(jié)果相比之后，它被證明模型可以準(zhǔn)確地預(yù)測無心磨床的動態(tài)行為，特別是關(guān)于振動。使用從機(jī)床試驗?zāi)B(tài)分析（ EMA）中得 到的結(jié)果作為參考，采用有限元（ FE）模型進(jìn)行驗證，并提高使用相關(guān)性和更新技術(shù)。此外，這樣的研究需要一個精確測定動態(tài)屬性的特定機(jī)器。最后，院里的領(lǐng)導(dǎo) 和其他老師也給了我很大的關(guān)心，再一次對大家表示衷心的感謝！ 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計 42 譯 文 基于修正有限元模型的高速無心磨床動力學(xué)建模 摘要 ： 無心磨床操作中出現(xiàn)了一些獨(dú)特的特征，在再生顫振的過程中特別容易產(chǎn)生不穩(wěn)定性。值此論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)煴硎局孕牡母兄x，并感謝同組同學(xué)對我的合作和支持。在老師的指導(dǎo)下，我順利地完成了本次畢業(yè)設(shè)計的全部任務(wù)。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計 40 參考文獻(xiàn) [1] 卜炎 , 機(jī)械設(shè)計 . 機(jī)械傳動裝置設(shè)計手冊 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1999. 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[7] 馮辛安，黃玉美 .機(jī)械制造裝備設(shè)計 [M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社 。導(dǎo)軌的往復(fù)運(yùn)動方面，則運(yùn)動了液壓傳動。在蝸輪蝸桿的設(shè)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(qiáng)度校核和剛度校核。導(dǎo)輪架的結(jié)構(gòu)設(shè)計重點(diǎn)在于兩個傳動系統(tǒng)間傳動比的合理分配，使之達(dá)到最高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)。通過多個傳動方案的比較，最終選 定了由轉(zhuǎn)差離合器實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速的設(shè)計要求。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計 39 結(jié) 論 本設(shè)計通過前期查閱大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)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(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器的結(jié)構(gòu)設(shè)計打下了基礎(chǔ)。 根據(jù)其不同的排列和結(jié)構(gòu) ,形成多種規(guī)格的金屬筆 ,以適應(yīng)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(dǎo)輪整修中，產(chǎn)品可保持持久耐磨。 金剛石筆 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計 38 金剛石筆具有尖角鋒利，硬度高等特點(diǎn)。 關(guān)于潤滑方法，對于載荷不大 、導(dǎo)軌面較窄的精密儀器導(dǎo)軌，通常只需直接在導(dǎo)軌上定期地用手加油即可，導(dǎo)軌面也不必開出油溝。常用的潤滑油有機(jī)油，精密機(jī)床液壓導(dǎo)軌油和變壓器油等。潤滑油應(yīng)具有良好的潤滑性能和足夠的油膜強(qiáng)度，不浸蝕機(jī)件，油中的雜質(zhì)應(yīng)盡量少。 選擇導(dǎo)軌潤滑油的主要原則是載荷越大、速度越低，則油的粘度應(yīng)越大；垂直導(dǎo)軌的潤滑油粘度，應(yīng)比水平導(dǎo)軌潤滑油的粘度大些。這主要是潤滑油的分子吸附在導(dǎo)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(dǎo)軌面間直接接觸的緣故。除此之外為提高鑄鐵導(dǎo)軌的耐磨性，常對導(dǎo)軌表面進(jìn)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(diǎn)。 圖 本課題修整器導(dǎo)軌設(shè)計方案 目前導(dǎo)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(dǎo)軌的調(diào)整及夾緊較簡便，用一根鑲條可調(diào)節(jié)各面的間隙，且高度小，結(jié)構(gòu)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(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計 36 表 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)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(shè)計對導(dǎo)軌強(qiáng)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(dǎo)軌結(jié)構(gòu)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(dǎo)軌 :可以承受一定徑向載荷，工藝性差?；瑒訉?dǎo)軌的截面形狀、特點(diǎn)及應(yīng)用有： (1)平面環(huán)形導(dǎo)軌 :承載能力大 ,工作精度高、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，但只能承受軸向載荷，必須與主軸聯(lián)合使用，由主軸承受徑向載荷。 本課題修整器導(dǎo)軌選用滑動導(dǎo)軌。疲勞和壓潰是滾動導(dǎo)軌失效的主要原因，為此應(yīng)控制滾動導(dǎo)軌承受的最大載荷和受載的均勻性。低速運(yùn)動的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤滑，動、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導(dǎo)軌的剛度等有關(guān)。影響它的因素有：導(dǎo)軌的幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動壓 和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。因?qū)к壴诠ぷ鬟^程中難免有所磨損，所以應(yīng)力求減少磨損量，并在磨損后能自動補(bǔ)償或便于調(diào)整。為減輕或平衡外力的影響，可采用加大導(dǎo)軌尺寸或添加輔助導(dǎo)軌的方法提高剛度。根據(jù)導(dǎo)軌的設(shè)計要求 —— 導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等來設(shè)計 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形狀。 圖 液壓系統(tǒng)示意圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計 34 修整器 導(dǎo)軌 設(shè)計 導(dǎo)軌的作用是當(dāng)運(yùn)動件沿著承導(dǎo)件作直線運(yùn)動時，承導(dǎo)件上的 導(dǎo)軌 起支承和導(dǎo)向的作用，即支承運(yùn)動件和保證運(yùn)動件在外力（載荷及運(yùn)動件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進(jìn)行直線運(yùn)動。橫進(jìn)給磨削的推料動作，由電磁閥操縱，電磁閥的動作有裝在進(jìn)給手柄上的撞桿及行程開關(guān)控制。油箱清洗較方便，可單獨(dú)取出后清洗。 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計 本機(jī)床的液壓系統(tǒng)只用于修整磨削輪和導(dǎo)輪時修整的往復(fù)運(yùn)動，及工件橫進(jìn)給磨削時的推料動作。 ③ 傳動精度高 經(jīng)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(yùn)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(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)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(jī)構(gòu)的確定 （ 1） Y向減速裝置的選擇 Y向傳動的特點(diǎn)是 : 電動機(jī)輸出軸與進(jìn)給螺桿平行 .齒輪傳動較適合于平行軸間傳遞運(yùn)動及動力 ,且具有以下特點(diǎn) : 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(dá) 99%以上 . ⑤ 結(jié)構(gòu)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(zhǔn)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(diǎn)： ① 傳動效率高 效率高達(dá) 90%～ 95%，耗費(fèi)的能量僅為滑動絲杠的 1/3。 在本設(shè)計中，傳動機(jī)構(gòu)具有可分為傳動（ X）和進(jìn)給（ Y）兩個方向 .上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計 31 如圖 所示 導(dǎo)輪傳動（ X 向）進(jìn)給（ Y 向）金剛石筆 圖 導(dǎo)輪修整器傳動示意圖 X 向傳動機(jī)構(gòu)的確定 （ 1） X向減速裝置的選擇 X向電動機(jī)輸出軸與絲杠軸線成 90176。 （ 3） 小型化、輕量化：隨著 機(jī)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(jī)構(gòu)小型輕量化，以提高運(yùn)動靈敏度、減小沖擊、降低能耗。因此，機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)高速運(yùn)動的要求 。 隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，要求傳動系統(tǒng)不斷使用新的技術(shù)要求。機(jī)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(jī)電一體化系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和快速 響應(yīng)性有重大影響。其主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速?；瑒虞S承應(yīng)用場合一般在低速重載工況條件下，或者是維護(hù)保養(yǎng)及加注潤滑油困難的運(yùn)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 無心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計 28 沿垂平面 V 內(nèi)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(dāng)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??? ?? ? ? ?