【正文】 圓周速度 : smndV / 060 060 11 ?? ????? ? (34) 齒 數(shù) Z和模數(shù) m: 模數(shù) 295411 ??? Zdm 取 m=2 則 2911 ?? mdZ Z2= iZ1=29 使用系數(shù) KA: 由表 102取 KA＝ 動載系數(shù) KV: 由圖 108取 KV＝ 齒間載荷分配系數(shù) KHα : 先求 端面重合度： ??? c 21 ?????? ???????? ???? ZZ (35) 本科畢業(yè)設計（論文） 14 ??????? ?????? ???? 重合度 系數(shù) : Z? = 2/)( ? = 由此得： 11 22 ??? ?? ZK H 齒間載荷分布系數(shù) KHβ : 由表 104（非對稱支撐） 32110 ????????????? CbdbBAK H ? 32 ??????? = 載荷系數(shù) : K=KAKVKHα KHβ = = 彈性系數(shù) ZE 由表 106查得材料的彈性影響系數(shù) 取 ZE＝ MPa 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH: 由圖 1030 可取 ZH＝ 總工作時間： th=10 300 8 20%=4800h 應力循環(huán)次數(shù) NL: 估計： 107NL109 則指數(shù)： m= NL1 = NV1 = 60γ ??ni n1ithi(Ti/Tmax) (36) =60 1 631 4800 ( + + ) = 107 接觸壽命系數(shù) KHN:由圖 1019可取 KHN1= KHN2= 許用接觸應力 [б H]： 接觸最小安全系數(shù) S: 取失效概率為 1%，安全系數(shù)取 S＝ 由式（ 1012）得 [б H1] = SH HN1limK? = ? =764 Mpa (37) [б H2] = SH HN2limK? = ? =798 MPa (38) 本科畢業(yè)設計（論文） 15 驗算： б H=ZEZHZεubduKT 211 )1(2 ? (39) ＝1 115450 2 ??? ????? ＝ 計算結果表明 ,接觸疲勞強度較為適合，齒輪齒寸無需調整。 摩擦力與步進電機所受力相等即： F1=F=100 ?? N P1 = AF1 = 210??= 在齒輪設計中，小齒輪的轉矩為 T1= n p11 ?? T1= 60 1010 35 ??? ?= 轉動速度 n=60r/min 按設計選用直齒圓柱齒輪傳動。 Q=m? f 得 t=Qfx)(。 f(x)—— 拋光時所設定的壓力 。 S—— 絲杠的螺距 。 N—— 運行拍數(shù) 。彈簧服從虎克定律，即它受到的壓力與壓縮重為線性關系， 因此壓力的測量可以轉化為位移的測量，位移的大小與電機的轉速和壓縮時間有關，在電機轉速給定的情況下，位移與時間里正比，可通過測量時間達到位移的測量。通常有一控制桿插入鍵槽內．當步進電機逆時針轉動時．絲杠螺母向下運動壓縮彈簧，當達到指定位置時，輸出一信號，使電磁鐵將控制桿從鍵槽中拉出，使絲杠螺母失去限制，隨絲杠一起轉動。加減壓回路機械結構的工作原理為：步進電機通過法蘭安裝在套筒上．電機軸上安裝一個帶有內花鍵的絲杠．與主軸通過花鍵連接，使主軸能上下移動。 100N/mm=5N，釋放壓力最小間隔為 10 秒鐘。 6mm/r這樣則使試樣在所限制時間內有效地保持了試樣在拋光盤內摩擦，動力頭釋放壓力為 1/5s工作結束后，輸出一個信號使絲杠連續(xù)上升，到達上限后切斷電源停止運轉。使主軸下降并產生彈性力，當達到指定位置時，輸出一個信號，使主軸 上的壓力得到保持。壓力在一定范圍內自行調節(jié)，實現(xiàn)對工件的加壓。具體的設計如圖 31所示： 電機通過連軸器安裝在齒輪箱上，齒輪箱內兩個齒輪的大小相等，另一齒輪與絲杠相連，絲杠通過固定在齒輪上的螺母轉動上下移動從而達到增壓減壓的效果。步進電機軸承聯(lián)軸器齒輪軸絲杠螺母鍵圖11 31動力頭示意圖 本科畢業(yè)設計（論文） 10 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。 保證工件走遍整個拋光盤表面，使拋光盤均勻磨損，保證工件表面的平面度。 工件上任一點，盡量不出現(xiàn)運動軌跡的周期性重復。 動力頭的設計 在試樣拋光時，拋光運動軌跡應能保證工件加工表面和拋具表面上各點均有相同或相近的被切削條件和切削條件。金相試樣 拋光機機械制樣是采用夾具夾持試樣，夾具帶動試樣與磨盤相對摩擦，并在夾具上施加一定的壓力，夾具可以裝夾多塊試樣以提高制樣效率，在夾具上所施加的壓力可以靈活調整。 控制部分采用 PID 模糊控制系統(tǒng)：利用此系統(tǒng)實現(xiàn)自動調壓，調速和對加工時間控制的目的。驅動夾具旋轉，實現(xiàn)對工件的加壓。動力頭采用滾珠螺旋傳動，當步進電機逆時針轉時，帶動齒輪轉動，齒輪轉動帶動固定在其上的螺母旋轉，從而使螺桿下移，按設定壓力在夾具上產生彈性力 。 綜合考慮選出最佳設計方案 參考各種形式的拋光機，為滿足設計要求本次設計的系統(tǒng)定為機電一體化系統(tǒng)。 拋 光裝置的設計，直接用電機帶動拋光盤轉動。當電機逆時針轉動時，絲杠帶動絲杠螺母轉動，只能向下運動壓縮彈簧，使主軸下降并產生彈性力，實現(xiàn)對工件的加壓。 控制系統(tǒng)的控制部分采用 DSP 模糊控制系統(tǒng) ：數(shù)字信號處理器 DSP 采樣位置傳感器信號 ,獲得當前位置信息 ,從而得到電機的當前速度 ,通過與給定速度值比較 ,得到轉速誤差值 ,經模糊控制器計算推理后 ,輸出 PWM 脈沖信號 ,經功率放大后 ,對直流電機進行控制。當電機順時針轉時，帶動螺桿上移，實現(xiàn)對工件的減壓。壓力在一定范圍內自行調節(jié) 。動力頭采用滾珠螺旋傳動，即在由螺母和螺桿的近似半圓形螺旋凹槽拼合而成的滾道中裝入適量的滾珠，并用螺母上制出的通路及導向輔助件構成閉合回 路，以備滾珠連續(xù)循環(huán)。 綜合考慮各種拋光的優(yōu)缺點，本系統(tǒng)采用機械拋光。 這種方法操作簡便，不需要復雜的機械和電解設備，只需要選擇適合的化學拋光液和試驗最佳拋光規(guī)范。但每種金屬和臺金所使用的拋光液和電解規(guī)范不同，因此需要進行相當數(shù)量的試驗工作來確定電解拋光規(guī)范。 (1)機械拋光 機械拋光是現(xiàn)階段應用最為廣泛的拋光方法，其正確的工藝和操作方法是在保證獲得優(yōu)質的試樣和其他條件 (如邊緣保留及石墨和夾雜物保留等 )的情況下具有最高的拋光速率。對不同材質的試樣，需不同的拋光速度，方可保證材料的真實組織。拋光時間過長，試樣質量無法保證，時間過短達不到拋光質量。因為試樣拋光過程要求動力頭能帶動夾具上升和下降．實現(xiàn)壓力增大和減??；能夠按設定壓力在夾具上產生彈性力；磨拋一定時間后能自動降低夾具上的彈性力。面對傳動機構則要求：轉動慣量小，以減小機械負載，避免對系統(tǒng)造成不良影響；剛度大，有利于減小動力損失，提高固有頻率，增加閉環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性；阻尼合 適。而國外研制的全自動拋光機，能夠自動控制冷卻液的流量，整個操作過程采用全自動化模式，節(jié)省了人工并有效地提高了研究效率與質量。由于冷卻條件差，試樣表面易發(fā)熱變灰暗，而且會繼續(xù)增厚形變擾動層，對快速拋光好試樣帶來麻煩；拋光盤轉速固定不變，而金相試樣制備過程不允許組織變形，軟相 (石墨 )脫落，硬相 (碳化物 )浮凸，拋光后試樣表面 應光亮如鏡、無磨痕。 縱觀國內外拋光機的狀況，國內研發(fā)的拋光機在性能和外觀等方面還存在一定差距。而拋光鋁制試樣時，需采用較輕的壓力和適當?shù)霓D速 (400r／ min)方可保證不出現(xiàn)變形層 {有的機型則采取變頻無級變速 1000r／min～ 50r／ min，轉速數(shù)字顯示，但拋光為手動操作，在手工操作中，壓力的大小僅憑手感控制，沒有 被量化，因此制樣效率，準確性和再現(xiàn)性均不易保證。而金相試樣制各過程不允許組織變形，軟相 (石墨 )脫落，硬相 (碳化物 )浮雕．拋光后試樣表面應光亮如鏡，無磨痕，為此不同性質的材料，需采取不同措施。 國內目前其它廠家的產品多為手工操作，生產效率低、安全性差。buehler公司的產品從研磨到最后拋光整個過程全自動完成， 可以設置 50個常用工作程序，操作界面友好， 彩色液晶顯示，觸摸式操作，整個過程的每個工序之間都進行夾持器和樣品的清洗與烘干， 充分保證了樣品制備的高效與高質性，操作過程的全自動化模式，節(jié)省了人工并有效的提高了效率與質量。不同的系統(tǒng)可以適應不同的操作環(huán)境。 struers公司為金相制備和分析提供了一種全新的高效、高本科畢業(yè)設計（論文） 4 再現(xiàn)性自動控制系統(tǒng)。機械拋光是現(xiàn)階段應用最為廣泛的拋光方法，其正確的工藝和操作方法是在保證獲得優(yōu)質的試樣和其他條件 (如邊緣保留及石墨和夾雜物保留等 )的情況下具有最高的拋光速率選擇可靠性高的金相試樣拋光機，可以提高制樣效率和質量，減少試樣廢品率，從而降低成本，提高經濟效益，獲得樣品質量的高度一致性。拋光是將試樣上磨制產生的磨痕及變形層去掉，使其成為光滑鏡面的最后工序。金相試樣的制備是通過切割機、鑲嵌機、磨 /拋光機來完成的。通常，金相試樣制備要經過以下幾個步驟：取樣、鑲嵌、磨光 (粗磨和細磨 )和拋光。了解它們之間的關系并掌握它們之間的變化規(guī)律，進行正確的金相分析是有效使用材料所必需的。拋光 II Abstract TO improve The Metallographic Sample Polishing Machine lapping efficiency and work piece parallelism， on the basic of analyzing and researching traditional lapping of doublesides lapping technology, electric and speed control systems are designed. The purpose of thi