【正文】 ? ? ?? ? ? ? ? ?? 故，蝸輪軸符合設(shè)計(jì)要求。圖 為蝸桿上作用的 矩圖。雙支座的蝸桿軸系簡(jiǎn)化為鉸鏈雙支點(diǎn)梁，如圖 所示。作用在蝸桿上的彎曲載荷可用集中力代替，分解為切向力、徑向力和軸向力。 。11 c o s 3 . 9 c o s1 5 4 3 5 5 3 7 . 5 6nxs s m m?? ? ? ?。 39。 0 . 6 7 7 0 4 6 . 9F P N FPY M P a??? ? ? ? ?????????????（ ） （ 4）計(jì)算彎曲應(yīng)力 F? 2121640 1 6 4 0 1 1 8 . 3 1 . 5 9 0 . 8 7 5 . 2 03 5 . 5 9 0 2 . 5F F SKT YYd d m ?? ??? ? ? ? ??? F FP??? ，滿足抗彎強(qiáng)度條件 9. 其他幾何尺寸計(jì)算 （ 1）齒形角和頂隙 ZA 蝸桿， 20xa? 。 ?????????????（ ） 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 （ 3）許用彎 曲應(yīng)力 FP? 單向傳動(dòng)由 [1]表 526 查得 39。15 43 551 / 120 1 ? ?? ? ? ? ?。 39。36 60c os c os 15 43 55n zz ?? ? ?。 39。222129470 9 4 7 0 1 1 8 . 3c o s 1 5 5 c o s 1 5 4 3 5 53 5 . 5 9 0HE KTZ dd?? ??? ? ? ? 。 39。143v? ?。 。t a n t a n 1 5 4 3 5 5 0 . 9 0t a n ( ) t a n ( 1 5 4 3 5 5 1 4 3 )v?? ??? ? ???。39。1 39。 39。 4. 16 /sin sin 15 43 55s vv m s?? ? ?。 39。114 2 . 5a r c t a n a r c t a n 1 5 4 3 5 53 5 . 5zmd? ?? ? ? 。 39。 200HP MP? ? 39。 綜合考慮，在本機(jī)構(gòu)中蝸桿采用 45 碳鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度在 45~55HRC，蝸輪采用灰鑄鐵 HT150。蝸桿一般用碳鋼或者合金鋼制成，對(duì)于不太重 要的傳動(dòng)及低速中載蝸桿，可采用 40和 45鋼等，經(jīng)調(diào)質(zhì)硬度在 220~300HBS。 1 .選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù) GB/T100851988 的推薦采用漸開(kāi)線蝸桿 ZA。 。 （ 5）帶裝入輪槽前，應(yīng)先調(diào)小中心距，不得強(qiáng)行撬入。 （ 4）各帶輪軸線應(yīng)相互平行，各帶輪行對(duì)應(yīng)的 V 型槽對(duì)稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過(guò) 39。 （ 3）輪槽對(duì)稱平面與帶輪軸線垂直度為 39。帶輪外緣要倒鈍銳邊，輪轂孔公差為 H7 或 H8，輪轂長(zhǎng)度下偏差為零，公差等級(jí)為 IT14。 大帶輪的基準(zhǔn)直徑為 95mm，外徑為 100mm，底徑為 80mm。 查 [2]表 85 得 ? ? ，表 82 得 ? ，于是 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 ? ? ? ?00 0 . 5 5 0 . 4 5 6. 1 . 2 5 0 . 0 3 0 . 9 5 0 . 9 9d LPz P P K K?? ? ?? ? ? ? ? ???????（ ） 取 1 根。 7. 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1? ? ? ? ?1 2 1 57 .3 57 .318 0 18 0 95 68 17 4 9025 65ooo o odddd a? ? ? ? ? ? ? ? ? ???（ ） z 由 1d =68mm 和 13000 / minnr?，查 [2]表 84a 得 0P =。 5. 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng) 度 2220 0 1 2 0()2 ( )24 ddd d d ddL a d d a? ?? ? ? ? ??????????????（ ） 2( 9 5 6 8 )2 2 2 0 ( 6 8 9 5 ) m m 6 9 6 . 8 7 m m2 4 2 2 0??? ?? ? ? ? ? ??? ??? 由 [2]表 82 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 710dL mm? 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 3） 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn) 直徑 21 68 i d m m m m? ? ? ? ?????????????????（ ） 根據(jù) [2]表 88，圓整為 2d =95mm。由 [2]表 86 和表 88，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1d =68mm。 1. 確定計(jì)算功率 由 [2]表 查得，工作情況系數(shù)KA為 ，故 ： 0 . 5 5 1 . 1 0 . 6 0 5AP K P k w? ? ? ?ca ?????????????????（ ） 2. 選擇 V 帶的帶型 根據(jù) caP 、電機(jī)轉(zhuǎn)速由 [2]圖 811 選用 Z 型。 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、不需要潤(rùn)滑以及緩沖、吸震、易維護(hù)，大多數(shù) V 帶已標(biāo)準(zhǔn)化。必定小于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n （ n=n180。電樞由異步電動(dòng)機(jī)拖著同速轉(zhuǎn)動(dòng)， M 就是與異步電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩相平衡的上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 阻轉(zhuǎn)矩，磁極則受到與電樞同樣大小，相反方向的電磁轉(zhuǎn)矩，也就是順時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩，在它的作用下，磁極部分以及負(fù)載便順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為 n180。若勵(lì)磁電流 I1≠ 0，則磁極與電樞二者之間就有了磁的聯(lián)系，磁力線如圖 （ b）中所示，由于電樞與磁極之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，電樞上的繞組在磁場(chǎng)作用下要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生電流，對(duì)著 N 極的繞組條的電流流出紙面，對(duì)著 S極的則流入紙面。電樞部分與異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，是主動(dòng)部分；磁極部分與異步電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載聯(lián)接，是從動(dòng)部分，圖 為電磁轉(zhuǎn)差離合器的示意圖。12( ) 2 . 5 1 0 1 0 0 2 5 0 0 / m indwn i i n r? ? ? ? ? ? ????（ ） 通過(guò)以上計(jì)算，選擇 Y132S12 電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 ，同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min，滿載轉(zhuǎn)速為 2900r/min。 39。一般電動(dòng)機(jī)的額定電壓為 380V。 3 導(dǎo)輪架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的選擇 由于現(xiàn)在工業(yè)上普遍使用三相交流電源，可考慮采用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。而在減速方面選用 結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、不需要潤(rùn)滑以 及緩沖 的V 帶傳動(dòng) 。 因此，選擇方案二更有利于導(dǎo)輪傳動(dòng)系統(tǒng)。但是由于鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)極易產(chǎn)生振動(dòng) , 并且這兩級(jí)傳動(dòng)都處在高速區(qū) , 無(wú)論是在修整導(dǎo)輪還是在磨削工件時(shí) , 這兩級(jí)傳動(dòng)都在工作 , 因此它們產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度。在用金剛刀修整導(dǎo)輪時(shí)， 提高導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速 。運(yùn)動(dòng)從電機(jī)軸經(jīng)過(guò)一對(duì)帶輪 a、b 以及 K\Z3 的 蝸桿蝸輪而傳到導(dǎo)輪。為此，可將離合器 M 向下捏合，電動(dòng)機(jī)則通過(guò)鏈輪 z z2 和一對(duì)螺旋齒輪 z z5 而驅(qū)動(dòng)導(dǎo)輪。改變掛輪 a、 b 的數(shù)值便可調(diào)整導(dǎo)輪的工作轉(zhuǎn)速，從而也就改變了縱向磨削時(shí)工作的縱向進(jìn)給速度。 傳動(dòng)方案 傳動(dòng)方案比較 方案一： 圖 傳動(dòng)方案一 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 如圖 所示，導(dǎo)輪由一個(gè)功率較小的電動(dòng)機(jī) N2 驅(qū)動(dòng)。 利用電磁轉(zhuǎn)差離合器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，既實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)速，又克服變頻 、串級(jí)調(diào)速控制器大的缺點(diǎn)，因而得到了廣泛應(yīng)用。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 2 方案論證 目前異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法很多，大致可分為以下幾種類型：①改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，包括有降低電源電壓，繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻等方法；② 改變旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)同步 轉(zhuǎn)速調(diào)速，包括有改變定子極對(duì)數(shù)，改變電源頻率等方法；③ 串級(jí)調(diào)速；④ 利用轉(zhuǎn)差離合器。北京市機(jī)電研究院 MK8580 型立式數(shù)控內(nèi)曲線磨床，運(yùn)用開(kāi)發(fā)的磨削軟件，通過(guò) C 軸與 X 軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了非圓內(nèi)、外曲面的磨削。磨削閉環(huán)系統(tǒng)的顯著標(biāo)志是使磨削的各種參數(shù)、磨床的各種動(dòng)作、工件精度的測(cè)量與預(yù)測(cè)、信息的反饋與比較、設(shè)備保養(yǎng)以及意外事故處理等方面和諧地處于同一機(jī)制之中。例如無(wú)錫光洋機(jī)床有限公司 KC200 型，無(wú)錫機(jī)床股份有限公司 MKlll50 型無(wú)心磨床配置了步進(jìn)龍門式機(jī)械手；而 MKlll50 型無(wú)心磨床上的則為雙軸型龍門式機(jī)械手，使卸料與裝料時(shí)間達(dá)到了最大限度的重合，在提高磨床綜合自動(dòng)化程度時(shí)，縮短了輔助時(shí)間。 在機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)磨床綜合自動(dòng)化不可或缺的一個(gè)重要手段是，配置自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)。 （ 4）磨削自動(dòng)化。因此．在設(shè)計(jì)高精度磨床時(shí)，有必要對(duì)磨床的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)件能給以預(yù)測(cè)。高精度磨削是在高精度磨床上進(jìn)行上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 的。高精度磨削后的工件在形狀精度、位置精度、尺寸精度，粗糙度和波紋度等方面都具有很高的精度 (質(zhì)量 )級(jí)別。切入磨削時(shí)，可以磨削更長(zhǎng)的工件，或者同時(shí)磨削兩個(gè)其至更多的短工件，貫穿磨削時(shí)，可以加大一次通磨的磨削余量，減少通磨次數(shù)，或者粗精磨一次完成。顧名思義，寬砂輪磨削主要是增加砂輪工作寬度，使之和工件有更大的磨削接觸面積。 （ 2）寬砂輪磨削。 高速磨削的特點(diǎn)是可以提高生產(chǎn)率、提高砂輪使用壽命 (比普通磨削提高 75％左右 )和提高加工精度與表面質(zhì)量。高速磨削是通過(guò)提高砂輪速度來(lái)達(dá)到提高磨削效率和磨削質(zhì)量的一種加工方法。 無(wú)心磨 削的發(fā)展趨勢(shì) 從無(wú)心磨削的發(fā)展及現(xiàn)行生產(chǎn)動(dòng)向來(lái)看，無(wú)心磨削應(yīng)向著高速、寬砂輪、高精度、自動(dòng)化及閉環(huán)系統(tǒng)方向發(fā)展。 除了以上兩種研究外，導(dǎo)輪修整、無(wú)心磨削表面質(zhì)量等也是人們關(guān)心的問(wèn)題。這些研究不僅具有理論價(jià)值，而且可以解釋生產(chǎn)中的現(xiàn)象，受到人們極大的關(guān)注。他們主要分析了工藝系統(tǒng)在受迫振動(dòng)條件下對(duì)工件圓度誤差的影響，但是忽略了顫振的影響。具體表現(xiàn)在除對(duì)工件圓度誤差進(jìn)行支承誤差復(fù)映外，還根據(jù)工件圓度誤差的 “杠桿假設(shè) ”，做進(jìn)一步的矢量分析，從而得到無(wú)心磨削幾何區(qū)域穩(wěn)定圖。準(zhǔn)動(dòng)力學(xué)諧波生成機(jī)理較有效地描述了工件表面的諧波生成規(guī)律。日本學(xué)者對(duì)有局部缺口的工件進(jìn)行無(wú)心磨削研究，對(duì)頻譜圖法的發(fā)展有十分重要的意義，但沒(méi)有建立諧波分布函數(shù)，不能有針對(duì)性地控制顯著 (較大 )諧波和諧波分布狀態(tài)。工件表面圓度誤差生成主要依賴于系統(tǒng)振動(dòng)、工件轉(zhuǎn)速與幾何 布局。 20 世紀(jì) 90 年代，國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了無(wú)心磨削準(zhǔn)動(dòng)力學(xué)成圓理論，該理論有機(jī)地統(tǒng)一了幾何成圓和動(dòng)態(tài)成圓兩大理論，并具備了兩種理論的優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)態(tài)成圓理論又叫做無(wú)心磨削動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性理論。動(dòng)態(tài)成圓理論是比較完善的無(wú)心磨削成圓理論。靜態(tài)成圓理論比幾何成圓理論稍有發(fā)展。幾何成圓理論的本質(zhì)在于導(dǎo)輪、砂輪、托板和工件之間的相對(duì)幾何關(guān)系決定了無(wú)心磨削的成圓過(guò)程。此后，各國(guó)許多學(xué)者都采用 了類似的方法對(duì)成圓效應(yīng)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和解釋，得出了許多有用的結(jié)論。波 研究無(wú)心磨削成圓理論比較成熟的國(guó)家有俄羅斯、日本、英國(guó)、德國(guó)上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 和中國(guó)等。 (1)無(wú)心磨削成圓過(guò)程的研究情況 無(wú)心磨削中工件磨削表面如何被磨圓，是國(guó)內(nèi)外專家和學(xué)者們感興趣的問(wèn)題。如圖 所示。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 磨削角度的作用：導(dǎo)輪修整后形成的內(nèi)凹和兩邊凸，如果兩邊凸的地方跟工件接觸，那么只能兩邊磨削到，砂輪的中間接觸不到工件 。導(dǎo)輪的修 整 器的作用，是把導(dǎo)輪的外形修整成內(nèi)凹的形狀，因?yàn)閷?dǎo)輪是圓柱體，如果還修成圓柱的，那么導(dǎo)輪在調(diào)整磨削角度的時(shí)候，導(dǎo)輪和砂輪的接觸點(diǎn)只有在一個(gè)點(diǎn)上。常用導(dǎo)輪曲面為單葉回轉(zhuǎn)雙曲面。因此，工件的運(yùn)動(dòng)是砂輪，導(dǎo)輪和托板的聯(lián)合作用的結(jié)果。這至少說(shuō)明工件的運(yùn)動(dòng)不僅僅取決于導(dǎo)輪。嚴(yán) 格說(shuō)，這種觀點(diǎn)是不全面的。以保證工件和導(dǎo)輪線接觸。 正常工作時(shí)，磨輪和導(dǎo)輪同向旋轉(zhuǎn)，他們的速度分別為 Gn 和 ；工件的轉(zhuǎn)速為 wn ，其轉(zhuǎn)向和砂輪相反。托板是用來(lái)支承工件的，它和工件的接觸點(diǎn) 3 叫做支承點(diǎn)。砂輪的作用是磨削工件，因而又稱磨削輪（或磨輪），它和工件的接觸點(diǎn) 1叫做磨削點(diǎn)。 圖 無(wú)心磨削工作原理 無(wú)心磨削大體上有 4 種進(jìn)給磨削方式：切線進(jìn)給磨削（又稱縱向貫穿磨削，工件由砂輪與 導(dǎo)輪切線方向通過(guò)）、切入進(jìn)給磨削（又稱切入磨削，對(duì)帶臺(tái)階或錐度等零件進(jìn)行磨削，工件可用擋銷定位支撐，由砂輪和導(dǎo)輪上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 進(jìn)給切入）、斷面進(jìn)給磨削（帶臺(tái)階零件沿其軸向前進(jìn)及后退）和通過(guò)進(jìn)給磨削（又稱貫通進(jìn)給磨削工件沿其軸向自動(dòng)進(jìn)給），如圖 所示。磨削時(shí)，砂輪回轉(zhuǎn)和砂輪架橫向進(jìn)給，導(dǎo)輪回轉(zhuǎn)除帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)外，同時(shí)使工件自動(dòng)軸向進(jìn)給（見(jiàn)圖 ）?？赡ハ鲌A柱表面和圓錐表面、回轉(zhuǎn)體工件內(nèi)外表面。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)心磨床導(dǎo)輪架及其修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 1 綜述 無(wú)心磨削的基本概念 無(wú)心磨削的基本原