【正文】 再次感謝。還要感謝田婷婷同學， 三維軟件對我來說還是有點陌生的， 是她在軟件學習上幫助了我， 對磨頭機構(gòu)的三維建模是她和我一起在圖書館完成的，因為有她的幫助我才 完成了 畢業(yè) 設(shè)計的繪圖工作。 在設(shè)計過程中，我經(jīng)常往返于圖書館和寢室之間，圖書館的老師也給了我很大的幫助，是他推薦我用那些參考資料，讓我更容易地完成設(shè)計。當然在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了自己在很多方面的欠缺，通過上圖書館以及網(wǎng)上查詢相關(guān)技術(shù)資料，積極與同學討論自己理解不到位的一些問題，以及到工廠（三磨海達公司）觀看螺旋槳砂帶磨床實物等等，不僅增長了自己的知識，而且鍛煉了自己快速查閱相關(guān)文獻的能力，以及與同學相互溝通的能力。但是也深知在砂帶磨床的理論研究 和 機床制造方面，我國跟發(fā)達國家還存在著一定的差距，這是我們必須正視的現(xiàn)實，因此我們必須在這 一塊 加大投資，促進人才的培養(yǎng)，爭取盡快迎頭趕上進而超越他們。 本次設(shè)計也 加深了我對磨床特別是砂帶磨床的了解，使我明白了砂帶磨床優(yōu)異的加工性能及其廣泛的應用范圍。直至所有的零部件功能都得到了驗算之后，再通過三維軟件 solidedge將裝配而成的 磨頭裝置 模型轉(zhuǎn)化成二維工程圖，結(jié)合以前所學的機械制圖知識，將二維工程圖繪制完成，最后再依據(jù)整個的設(shè)計要求 書寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 從畢業(yè)設(shè)計選題開始，我就有意識的 搜集與螺旋槳葉片加工相關(guān)的一些文獻資料，在畢業(yè)設(shè)計過程中 曾經(jīng) 多次到三磨海達公司參觀螺旋槳砂帶磨床實物，使我心里更加明確我要設(shè)計的是什么，側(cè)重點 在 哪里。在這過程中經(jīng)常要與師兄師姐們交流意見，他們也樂于幫助 我一起完成開題報告。 畢業(yè)設(shè)計是一個漫長的過程，最初我就要在網(wǎng)上找資料了解砂帶磨削技術(shù)，因為以前都沒有接觸過這門技術(shù)。 本次設(shè)計中，對螺旋槳的加工采用的是四軸聯(lián)動的方式， 螺旋槳砂帶磨床的橫向和縱向進給運動，磨頭機構(gòu)的小幅回轉(zhuǎn)偏擺運動，再加上螺旋槳葉片自身的低速旋轉(zhuǎn)運動，組成了砂帶磨床的四軸聯(lián)動運動 ， 已經(jīng)完全符合螺旋槳葉片的加工要求。 在磨頭機構(gòu)中通過三相異步電動機帶動 驅(qū)動輪 ，砂帶通過纏繞在驅(qū)動輪、接觸輪、張緊輪和三個惰輪之間，并通過氣動氣缸使張緊輪處于張緊狀態(tài)，在 驅(qū)動輪的帶動下，砂帶高速轉(zhuǎn)動對螺旋槳葉片進行磨削加工。 在張緊輪的設(shè)計中選擇了比接觸輪 大的直徑，這就保證了在磨削過程中就有一定的包角。 磨 頭機構(gòu)作為最關(guān)鍵的 砂帶磨床 機構(gòu)，它的精度決定了整個磨床的加工 性能 ， 在設(shè)計過程中對各個零件都是仔細分析其功用再逐步設(shè)計， 因此在設(shè)計 過程中 老師要求我 一點也不能馬虎大意。 具體建模圖形如下圖所示 ： 圖 磨頭機構(gòu)主視圖 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 螺旋槳 葉片砂帶磨削 三維建模 17 圖 磨頭機構(gòu)側(cè)視圖 圖 磨頭機構(gòu)后視圖 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 螺旋槳 葉片砂帶磨削 三維建模 18 5 功能分析 本次設(shè)計中， 對于磨削方式的選擇我們隊開式磨削和閉式磨削都進行了說明，其中開式磨削的磨削精度很高，但是不適合本次設(shè)計的要求，最終選擇了閉式磨削作為本次設(shè)計的磨削方式。 此磨頭機構(gòu)的建模 能夠更好地讓人明白磨頭的結(jié)構(gòu)功能特性，同時在建模過程中我對磨頭的結(jié)構(gòu)更加了解，才能一步步的優(yōu)化。 最終通過計算可得 實際圓周力為： Ffo=1311N 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 螺旋槳 葉片砂帶磨削 三維建模 16 4 螺旋槳 葉片 砂帶 磨削 三維建 模 三維建模的意義 三維建模是把虛擬的二維模型轉(zhuǎn)化為實體的模型， 在三維空間中構(gòu)造三維形體來表達設(shè)機構(gòu)想， 讓人一目了然 ，在設(shè)計過程中具有重要的意義 。 為了使砂帶能夠正常磨削而不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象 ，必須 得有 FfFt。 在臨界狀態(tài) （即砂帶磨削中將要 產(chǎn)生卻 又 沒有打滑的狀態(tài)）時，存在如下關(guān)系： Ff+F1=Ft+F2 如果不 考慮 輪子 自 身的轉(zhuǎn)動慣量和輪 磨削中所產(chǎn)生的 摩擦阻力，應 該 有：F1=F2，得 Ff=Ft。 這時候砂帶兩邊的張力會產(chǎn)生變化，分別記為 F1和 F2。 當砂帶旋轉(zhuǎn)時 ， 驅(qū)動輪對砂帶 對砂帶產(chǎn)生一個帶動力，設(shè) 驅(qū)動輪對砂帶的作用力為 Ff（有效圓周力）。考慮到機床的總體布局， 此次 設(shè)計中采用后 面 一種方式，即接觸輪不 做驅(qū)動輪的形式。 符合 條件。 查閱相關(guān)資料得知，當驅(qū)動輪是鋼材或鋁材的時候可以取 [a]=150176。 如果 包角 太小 ，傳遞動力 的時候 就會容易產(chǎn)生 打滑 現(xiàn)象 。]/d 可得： a=176。 這樣就 可以計算出帶輪間的中心距 d以及 砂帶的包角 a，公式如下： 計算 中心距： d=（ LπDm） /4+（ ） /4 式中 Dm=（ D+D1） /2； △=（ D1 D） /2； 可得： d= 砂帶 驅(qū)動輪 的 包角： a=180176。 根據(jù)上面的要求可選 砂帶為： 850mm37mm，其粒度為 P=160， 這樣 能夠滿足具體的 螺旋槳葉片的 加工要求。然而尺寸過小時， 砂帶工作循環(huán)次數(shù) 就會 增多，同時參與 磨 削的磨粒數(shù)目 亦會 減少， 就會 造成砂帶 使用 壽命減少。 砂帶尺寸選擇及計算 通常情況下，在 選取 砂帶尺寸時， 遵守 “寧長勿短 ”的原則， 因為 砂帶 的周長越長其使用壽命也越長 。 其中氣動張緊裝置 是通過氣壓來實現(xiàn)張緊的，穩(wěn)定性很好。周期性張緊裝置大都是通過螺紋或者蝸輪副來張緊的，這里不過多介紹 。其中 內(nèi)部張緊 是 把 張緊輪壓在砂帶 的 背面 ， 相反的，外部張緊 是 把 張緊輪壓在砂帶 的 砂面， 此次設(shè)計選擇的是 內(nèi)部張緊。 因為砂帶磨削是彈性磨削，在磨削過程中砂帶會發(fā)生彈性變形而伸長 ， 就導致預緊力下降， 因此， 砂帶要重新張緊才行 。 因為 本設(shè)計中 選用的是平滑軟接觸輪， 所以 在 磨削加工中選擇低一點的砂帶速度 能夠讓 砂帶獲得良好的柔性， 在砂帶不跑偏的前提下 ， 應該 選擇較小的張緊力 ，此處我們可以取砂帶的張緊力 F=80N。 砂帶張緊力的簡單公式為： F=PB 式中 P——接觸輪 的 接觸應力， 通常取為 P=50～ 100N/25mm B——砂帶寬度 ,此處 取為 37mm 由公式計算得： F=PB =74～ 148N 砂帶的張緊程度對砂帶磨削過程有 極其重要的 作用， 它直接影響到砂帶磨削中的磨削效率以及磨削表面質(zhì)量，還與砂帶的使用壽命有直接的關(guān)系 。 綜上 所述 ，張緊輪直徑 D2=100mm，中凸值 H =。 對于張緊輪的直徑，前面我們提到了砂帶磨削中必須要有一定的包角，這就要求 張緊輪的直徑必須大于接觸輪的直徑 。張緊輪 1B 與砂帶寬度 設(shè)定為一樣的 ，即 1 B B=37mm? ，目的 是防止在啟動砂帶時的橫向移動而損壞其他磨頭件。中凸高度值不能 做得太大 ，否則的話就會造成砂帶振動，并且使得砂帶受力不均勻，從而造成砂帶中部受損 。但如果張緊輪直徑過大，就會造成機構(gòu)不緊湊。 張緊輪的尺寸選擇也是有要求的，張緊輪的直徑不能過小，過小的話，容易引起砂帶振動，對磨削精度有很大的影響 。 砂帶磨削從外重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 螺旋槳數(shù)控砂帶磨床磨頭結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 觀來講，也應該是屬于帶傳動的類型，所以必須要有張緊機構(gòu)。對接觸輪的三維建模效果圖如下： 圖 接觸輪三維建模圖 張緊輪設(shè)計 張緊機構(gòu)是許多加工中都要用到的部件，比如說，在鏈傳動和帶傳動中都必須要有張緊機構(gòu)。接觸輪 愈 光滑，粗糙度 愈 小， 工件的 加工表面質(zhì)量就 愈 好，就 愈 能 達到的預期的 目標 。 對于船用螺旋槳葉片的加工 ， 根據(jù)上文的分析，由于葉片屬于復雜的空間曲面，所以需要良好的適應工件外形的能力，又因為工件對表面質(zhì)量也有一定的要求，所以 采用硬接觸輪 就很難得到我們想要的螺旋槳葉片 ， 這樣的話 ， 我們就只能選擇軟接觸輪來進行加工了， 再選用粒度較小的砂帶，這樣就能夠得到較為光滑的加工表面。軟接觸輪 具有 磨粒上 所 受的壓力較小 的特點 ，砂帶 磨削時產(chǎn)生的 磨削力 小 ，能 夠 更 好 的適應工件 的 外形。 圖 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 螺旋槳數(shù)控砂帶磨床磨頭結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 接觸輪的硬度取決于包覆材料的軟硬，根據(jù)不同的包覆材料可以將接觸輪分為軟接觸輪和硬接觸輪。 然后接觸輪的直徑還應根據(jù)具體的工藝要求來確定。此外，接觸砂輪不平衡度和圓度誤差會使磨削 是產(chǎn)生 振動，使表面粗糙度增加，所以接觸輪動平衡和 外圓休整 是一種 降 低加工表面粗糙度的重要措施。 一般來說 ， 接觸輪直徑越大， 磨削加工時與工件的接觸面積就會越大 ，加工表面粗糙度 就會 越小。 由物理學與功率的關(guān)系可知： N=FV/1000 式中 N——功率（ kW） F——作用力（ N） V——物體在力 F作用下的運動速度（ m/s） 顯然對于砂帶磨削來說，上式中 F=Ft（切向磨削力） V=Vs（砂帶磨削速度） 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 螺旋槳數(shù)控砂帶磨床磨頭結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 所以，砂帶磨削的功率應為： N= Ft Vs/1000 （ kW） 因而，由（ 35）計算得： N= FtVs/1000=(20)/1000= 由于在傳輸過程中的電機的功率損耗是必要的，所以選擇電機 Y160M4，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定功率： 11Kw 滿載轉(zhuǎn)速： 1460r/min 起動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩：