立式磨簧機(jī)設(shè)計(jì)(總體、磨頭設(shè)計(jì))畢業(yè)設(shè)計(jì)

立式磨簧機(jī)設(shè)計(jì)(總體、磨頭設(shè)計(jì))畢業(yè)設(shè)計(jì),立式,磨簧機(jī),設(shè)計(jì),總體,整體,畢業(yè)設(shè)計(jì) 南通職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 設(shè)計(jì)（論文）題目立式磨簧機(jī)設(shè)計(jì)(總體、磨頭設(shè)計(jì)) 系 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí) 機(jī)制054D(數(shù)控) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2008年1月5日 南 通 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文）成績(jī) 考 核 表 課 題： 立式磨簧機(jī)設(shè)計(jì)(總體、磨頭設(shè)計(jì)) 系： 機(jī)械工程系 專業(yè)：機(jī)械制造及自動(dòng)化 班級(jí)：機(jī)制054D(數(shù)控) 學(xué)生姓名： 校外指導(dǎo)教師： 校內(nèi)指導(dǎo)教師： 審閱意見： 校外指導(dǎo)教師： 校內(nèi)指導(dǎo)教師： 評(píng)審意見： 評(píng)閱人： 答辯意見： 答辯小組： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)： 總 分 評(píng) 級(jí) 系 主 任 二零 年 月 日 南 通 職 業(yè) 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目 立式磨簧機(jī)設(shè)計(jì)(總體、磨頭設(shè)計(jì)) 2007年 3月 5 日至 2007 年 5月23日共12周 系 科 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí) 機(jī)制054D(數(shù)控) 姓 名 學(xué) 號(hào) 系 主 任 指導(dǎo)教師 2008年 1 月 5 日 一、 課題內(nèi)容及要求 內(nèi)容: 1． 總體設(shè)計(jì) 2． 磨頭設(shè)計(jì) 要求: 1. 磨簧機(jī)應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度； 2. 磨簧機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 3. 工件裝卸方便，便于維修、調(diào)整； 4.盡量使用通用件，以便降低制造成本。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 08.03．5 布置任務(wù) 下達(dá)任務(wù)書 08.03.05—08.04.13 調(diào)查研究，收集資料，熟悉課題,畢業(yè)實(shí)習(xí) 08.04.16—08.04.20 總體設(shè)計(jì)，方案論證 08.04.23—08.05.04 部件、零件設(shè)計(jì)階段 08.05.07—08.05.18 編寫說明書 08.05.21—08.05.22 修改整理畢業(yè)設(shè)計(jì)材料 08.05.23—08.06.01 材料評(píng)閱 08.06.02—08.06.03 畢業(yè)答辯 08.06.04—08.06.05 材料整理裝袋 三、其他 南通職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 系部 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 題 目 立式磨簧機(jī)設(shè)計(jì)(總體、磨頭設(shè)計(jì)) 題目類型 企業(yè)課題 一、選題背景及依據(jù)（簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況，說明選題目的、意義） 課題來(lái)源于鹽城市雙圓彈簧廠。為高效率磨削彈簧端面需設(shè)計(jì)立式磨簧機(jī)。 磨簧機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)主要有杭州之江機(jī)械廠、福州立洲彈簧廠以及洛陽(yáng)機(jī)床廠，摩托車減震彈簧和離合器彈簧的生產(chǎn)發(fā)展拉動(dòng)了磨簧機(jī)生產(chǎn)。噴丸機(jī)依然是青島鑄造機(jī)械廠一支獨(dú)秀，產(chǎn)品以立式噴丸機(jī)為主，滾筒式噴機(jī)已趨于淘汰，通過式噴丸機(jī)亦有少量生產(chǎn)。 目前國(guó)內(nèi)普遍使用的磨簧機(jī),一般是采用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái),使其在固定的導(dǎo)軌上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)必然存在如下問題: (1) 由于磨簧工作環(huán)境較惡劣,工作導(dǎo)軌容易磨損,且無(wú)法補(bǔ)償,從而導(dǎo)致所磨削彈簧的平面度及端面對(duì)軸線的垂直度難以得到保證。(2) 維修周期短,費(fèi)用高,難度大。 西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，設(shè)備生產(chǎn)廠家制造水平及技術(shù)水平相當(dāng)高，而國(guó)產(chǎn)設(shè)備普遍存在加工精度底、生產(chǎn)效率低、可靠性差、型號(hào)老化等問題。所以現(xiàn)在彈簧行業(yè)中先進(jìn)的制造設(shè)備一般都依靠進(jìn)口。進(jìn)口設(shè)備存在的問題：一是價(jià)格高，二是維修和配件不便。但這種局面正在改變，國(guó)內(nèi)已有一些生產(chǎn)彈簧設(shè)備的新興企業(yè)及合資企業(yè)，其設(shè)備精度、生產(chǎn)效率已接近進(jìn)口設(shè)備，但總體上說，還存有差距。 意義：立式磨簧機(jī)能滿足加工要求，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝卸方便，便于維修、調(diào)整 二、具體研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容、研究（設(shè)計(jì)）思路及工作方法或工作流程 內(nèi)容：磨頭的設(shè)計(jì)與加工，電機(jī)的選擇與磨頭主軸的設(shè)計(jì) 思路：首先根據(jù)彈簧的材料，選擇合適的砂輪，然后根據(jù)普通磨削的要求確定砂輪轉(zhuǎn)速、工件轉(zhuǎn)速、砂輪的進(jìn)給量等。根據(jù)以上的參數(shù)計(jì)算磨削功率，分析擬定傳動(dòng)裝置的簡(jiǎn)圖，畫出總裝備圖，然后根據(jù)裝備圖設(shè)計(jì)零件圖。 工作流程：收集資料，選課題→繪圖→寫論文 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度安排 2008.3.5-4.13 收集資料，選課題 2008.4.23-5.04 畫零件圖，裝配圖 2008.5.07-5.18 寫論文 2008.5.21-5.22 核查畢業(yè)設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽字___________ 年 月 日 系 部 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 領(lǐng) 導(dǎo) 小 組 審 核 意 見 系（公章）___________ 年 月 日 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1前言 彈簧是人們熟悉的機(jī)械基礎(chǔ)件，它適用于緩沖或減振，在機(jī)械設(shè)備、生活用品上的各種彈性元件都屬于彈簧。彈簧元件在機(jī)械設(shè)備中往往處于運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部位，它的質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)主機(jī)的質(zhì)量水平有重要影響。彈簧的優(yōu)劣不僅取決于彈簧材料，還取決于彈簧的加工工藝。中國(guó)彈簧行業(yè)專業(yè)化、自動(dòng)化程度還比較低，不少工序還停留在手工操作水平上。工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)條件差、生產(chǎn)效率低。國(guó)外磨簧等關(guān)鍵工序都已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。德國(guó)磨簧機(jī)有10種，中國(guó)僅有4種，而且設(shè)備精度較差。為滿足國(guó)內(nèi)彈簧生產(chǎn)的需要現(xiàn)設(shè)計(jì)立式磨簧機(jī)。 磨簧機(jī)主要用于彈簧端面的磨削。彈簧鋼絲經(jīng)過卷簧機(jī)卷制，形成彈簧的半成品，其兩個(gè)端面不平行，還不能滿足使用要求。需要通過磨簧機(jī)將半成品的兩個(gè)端面磨平，并使兩端面與彈簧的軸線保持一定的垂直度。 磨簧分兩種形式：A.只需將彈簧端面磨平； B.高度磨削。除了要把彈簧端面磨平外，還要把彈簧磨到指 定的高度。 本課題來(lái)源于鹽城市雙圓彈簧廠。為高效率磨削彈簧端面需設(shè)計(jì)立式磨機(jī)。其 中： a.磨簧機(jī)應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度； b.磨簧機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； c.工件裝卸方便，便于維修、調(diào)整； d.盡量使用通用件，以便降低制造成本。 在陳祥林老師的指導(dǎo)下，首先進(jìn)行了方案論證，確定機(jī)床總體結(jié)構(gòu)。由于磨簧機(jī)是針對(duì)彈簧磨削而設(shè)計(jì)的，所以整個(gè)設(shè)計(jì)過程都是圍繞彈簧磨削這一功能而展開的。首先根據(jù)彈簧的材料，選擇合適的砂輪，然后根據(jù)普通磨削的要求確定砂輪轉(zhuǎn)速、工件轉(zhuǎn)速、砂輪的進(jìn)給量等。根據(jù)以上的參數(shù)計(jì)算磨削功率，分析擬定傳動(dòng)裝置的簡(jiǎn)圖，畫出總裝備圖，然后根據(jù)裝備圖設(shè)計(jì)零件圖。 2總體方案論證 本次設(shè)計(jì)的課題是立式磨簧機(jī)，用于彈簧端面的磨削。為避免彈簧多次裝夾引起的加工精度誤差，以及減少裝夾時(shí)間，擬采用兩個(gè)砂輪一起磨削，提高工作效率。兩個(gè)砂輪有兩個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。為適合加工不同高度的彈簧，以及在磨削時(shí)砂輪實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，磨頭要能實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)。為簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，只要一個(gè)磨頭實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，另一個(gè)磨頭固定。 2.1進(jìn)給磨頭的確定 為彈簧順利進(jìn)入磨削區(qū)域，下磨頭要和工作臺(tái)處于同一個(gè)平面。假如下磨頭實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，那么工作臺(tái)也要隨著磨頭運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)比較質(zhì)量比較大，上下運(yùn)動(dòng)在結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜，定位難以實(shí)現(xiàn)，加工精度難以得到保證。綜合各方面因素，確定由上磨頭實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。下磨頭在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的磨削運(yùn)動(dòng)，砂輪厚度會(huì)減小，砂輪就會(huì)低于工作臺(tái)，料盤就難以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所以砂輪經(jīng)過一段時(shí)間磨削后，下磨頭需要實(shí)現(xiàn)高度補(bǔ)償，使砂輪和工作臺(tái)重新處在同一個(gè)平面。在結(jié)構(gòu)上用升降桿來(lái)調(diào)節(jié)下磨頭高度。 2.2工作臺(tái)高度的確定 工作臺(tái)的高度主要根據(jù)人的身高來(lái)確定，工作臺(tái)不宜太高，太高會(huì)使工人的手上抬，長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)加快工人的勞累；工作臺(tái)太低，使工人弓著腰工作，同樣加快工人的疲勞。工作臺(tái)高度定位標(biāo)準(zhǔn)是使工人工作舒適。綜合國(guó)人的平均身高，工作臺(tái)的高度擬確定120.5㎝。 2.3工作臺(tái)工作方式 為便于以后磨頭的維修、調(diào)整，把工作臺(tái)設(shè)計(jì)成活動(dòng)的，即磨頭在維修、卸載時(shí)可以方便地把工作臺(tái)打開。 3磨頭設(shè)計(jì) 3.1工件材料 彈簧材料的種類繁多,目前大量使用的是彈簧鋼,其次是具有特殊性能的彈簧材料,如不銹耐酸鋼、耐熱鋼(合金)、銅合金以及橡膠、塑料等。 一般彈簧鋼包括: a.碳素彈簧鋼 ； b.合金彈簧鋼 。 本次設(shè)計(jì)擬確定工件材料為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼。 3.2砂輪的選擇 砂輪選擇應(yīng)考慮的因素： 砂輪對(duì)磨削過程的影響是多方面的，其中包括加工精度，表面粗糙度和生產(chǎn)效率等。為了獲得良好的磨削效果，正確選擇砂輪十分重要。選擇砂輪時(shí)主要考慮下列磨削條件和技術(shù)要求： a．工件材料的物理機(jī)械性能； b．工件的熱處理方法； c．工件的加工精度和表面粗糙度的要求； d．工件的形狀和尺寸； e．工件的磨削余量； f．磨削方式（外圓、內(nèi)圓或平面磨、開槽、切斷等）； g．磨削用量，切削液情況，磨床情況，生產(chǎn)類型以及操作者的熟練程度。 3.2.1磨料的選擇 磨料直接參加磨削工作，所以磨料的硬度要高，耐熱性要好，還要具有一定的韌性和強(qiáng)度；為了能進(jìn)行切削，磨料上還必須具有鋒利的邊刃。 磨料分為天然磨料和人造磨料兩大類。一般天然磨料含雜質(zhì)多，質(zhì)地不均。 表3-1磨料的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 磨料名稱 新代號(hào) 舊代號(hào) 特點(diǎn) 應(yīng)用范圍 棕剛玉 A GZ 棕褐色、硬度高韌度大、價(jià)格便宜 磨削和研磨碳鋼、和金剛、鑄鋼、硬青銅等 白剛玉 WA GB 白色，硬度比棕剛玉略高，韌度較棕剛玉低 磨削、研磨、衘磨和超精加工、淬火鋼、高速鋼、螺紋、齒輪及薄壁零件等 單晶剛玉 SA GD 淺黃色或白色，顆粒呈球狀，硬度和韌度都比白剛玉高 磨削、研磨或衘磨不銹鋼和高釩高速鋼等高強(qiáng)度韌度大的材料 微晶剛玉 MA GW 顏色于棕剛玉近似，剛度高，韌度和自勵(lì)性能良好 磨削或研磨不銹鋼、軸承鋼、球墨鑄鐵、并適于高速磨削 鉻剛玉 PA GG 玫瑰紅，或紫紅色，硬度和韌度比白剛玉高，磨削表面粗糙度細(xì)小 磨削、研磨、或衘磨淬火鋼，高速鋼軸承等表面粗糙度值要求較小的量具，儀表零件和薄壁工件 根據(jù)彈簧材料：碳素彈簧鋼或65Mn來(lái)確定磨料，并對(duì)照磨料的應(yīng)用范圍來(lái)選擇。 對(duì)照表3-1，綜合考慮磨料的應(yīng)用范圍以及價(jià)格，磨料選擇棕剛玉，代號(hào)：A。 3.2.2粒度的選擇 砂輪的粒度是指砂輪所含磨料顆粒尺寸的大小，通常以粒度號(hào)表示。磨料按其顆粒尺寸大小分為41個(gè)號(hào)，粒度號(hào)數(shù)越大顆粒越小。 選擇磨料粒度時(shí)應(yīng)遵循以下原則：粗磨用粗粒度、精磨用細(xì)粒度；工件材料軟、塑性大（如有色金屬）和磨削面積大的時(shí)，為避免砂輪堵塞，應(yīng)選用粗粒度；成形磨削和高速磨削時(shí)粒度應(yīng)選細(xì)些；磨削淬火鋼及硬質(zhì)合金鋼時(shí)，宜選用中等粒度的磨料；內(nèi)磨應(yīng)選用較外磨為粗的粒度；磨削大尺寸工件、薄板及薄壁工件應(yīng)選用較粗的粒度。 表3-2不同粒度磨具的使用范圍 粒度號(hào)數(shù) 實(shí)用范圍 非金剛石磨具 22~40 磨鋼錠、去鑄件毛刺、切鋼坯等 46~60 一般外圓、內(nèi)圓、平面、無(wú)心磨、工具磨等 60~90 外圓、內(nèi)圓、平面、無(wú)心磨等半精磨 100~240 精磨、成形磨、衘磨、超精磨刀具刃磨 280~W20 精密磨、衘磨、螺紋磨等超精加工 W20以下 研磨、精細(xì)磨、境面磨等超精加工 表3-3加工表面粗糙度與磨料粒度的關(guān)系 磨料粒度 加工表面粗糙度Ra(μm) 24~36 ≤5 >36~46 2.5~1.25 >46~60 0.63~0.32 80～120 0.16 彈簧端面磨削是一次性磨削，且對(duì)端面的粗糙度要求不是太高，根據(jù)粒度與粗糙度的關(guān)系，對(duì)照表3-2，表3-3，磨具的粒度選取50。 3.2.3磨具硬度的選擇 磨具硬度是指沙粒在磨削力的作用下，從磨具表面脫落的難易程度。硬度高，表示磨粒難易脫落，硬度低則表示容易脫落。 硬度選擇的一般原則是：加工硬鋼或淬火鋼時(shí)選擇較軟的磨具，加工軟鋼時(shí)選擇較硬的磨具；加工青銅、韌黃銅時(shí)選軟磨具；磨具與工件接觸面積大時(shí)選擇較軟的磨具；磨削導(dǎo)熱性差的材料時(shí)選擇較軟的磨具；精磨、精密磨、超精磨和成形磨時(shí)，應(yīng)該選擇硬的磨具；磨平面時(shí)應(yīng)選用磨削相同金屬零件外圓時(shí)為軟的砂輪；干磨時(shí)所用砂輪應(yīng)較濕軟些；鏡面磨削、緩進(jìn)時(shí)宜選較軟砂輪；采用寬砂輪大縱向進(jìn)給磨外圓時(shí)應(yīng)選較軟砂輪；砂輪粒度較細(xì)時(shí)，硬度應(yīng)稍軟些。機(jī)械加工中常用的砂輪硬度等級(jí)是H-N。 彈簧磨削是干磨，由彈簧材料可知，彈簧的材料的硬度屬于中硬，根據(jù)磨具選用原則，彈簧磨削磨具選中軟，代號(hào)為K。 3.2.4結(jié)合劑的選擇 表3-4 結(jié)合劑的分類及應(yīng)用范圍 名稱 代號(hào) 特性 應(yīng)用范圍 陶瓷結(jié)合劑 V 由粘土等配置，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐熱、耐油、耐酸、耐堿，多用性好，耐用度高，強(qiáng)度較高，成本低，但較脆 適用成形磨削，如磨螺紋、齒輪、軸承滾道等，砂輪速度宜在35m/s以下 樹脂結(jié)合劑 B 強(qiáng)度高、彈性好，能在高速下工作，耐熱性差，在200攝氏度以上失去粘結(jié)作用,不耐算堿 可作較厚的砂輪和石墨砂輪，用于細(xì)粗糙度、高精度磨削，用作切斷和開槽用的薄片砂輪，修磨鋼坯、鑄件的粗粒度砂輪 橡膠結(jié)合劑 R 彈性好磨粒容易脫落,耐熱、耐酸、耐油性均差，且有異味 可作切斷、開槽用的薄砂輪及拋光砂輪、無(wú)心磨導(dǎo)輪，不適于粗磨 金屬結(jié)合劑 J 強(qiáng)度高、韌度高和成形性好，但自勵(lì)性差 常用的為青銅結(jié)合劑，主要用于金剛石砂輪，用于粗磨，半精磨硬質(zhì)合金及切斷光學(xué)玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體等 根據(jù)結(jié)合劑的特性和應(yīng)用范圍選擇：陶瓷結(jié)合劑。 3.2.5 磨具形狀及尺寸的選擇 A．砂輪型號(hào)的選擇 各種砂輪的形狀及尺寸在參考文獻(xiàn)[11]中已有規(guī)定。 表3-5砂輪型號(hào) 砂輪名稱 代號(hào) 一般用途 平形砂輪 P 根據(jù)不同尺寸用于外圓磨、內(nèi)圓磨、平面磨、無(wú)心磨、工具磨、螺紋磨和砂輪機(jī)上 雙斜面一號(hào)砂輪 PSX1 用于磨齒輪齒面和磨單線螺紋 雙面凹砂輪 PSA 用于外圓磨和刃磨刀具，還用作無(wú)心磨的砂輪和導(dǎo)輪 薄片砂輪 PB 用于切斷和開槽等 筒形砂輪 N 用于立式平面磨床上 坯形砂輪 B 用其端面刃磨刀具，也可用其圓周磨平面和內(nèi)孔 碗形砂輪 BW 用于刃磨刀具，也可用于導(dǎo)軌磨床磨機(jī)床導(dǎo)軌 碟形一號(hào)砂輪 D1 適于磨銑刀、鉸刀、拉刀等，大尺寸的用于磨齒輪的齒面 根據(jù)砂輪的一般用途，選擇砂輪：平行砂輪，代號(hào)：P B．砂輪內(nèi)外直徑的選擇 砂輪的內(nèi)外直徑?jīng)Q定了砂輪的磨簧寬度，磨簧寬度主要有料盤來(lái)決定。有設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，彈簧的最大外徑為φ50mm，根據(jù)彈簧的最大外徑，通過作圖法來(lái)確定相關(guān)參數(shù)。 圖3-1砂輪、料盤位置示意圖 由圖3-1可知，彈簧的排列寬度為100.4mm,，則砂輪的磨削寬度應(yīng)該在100mm左右。對(duì)照參考文獻(xiàn)[11]，確定砂輪的內(nèi)外經(jīng)以及砂輪的厚度。砂輪外徑φ400mm，內(nèi)徑φ203，厚度為50mm。 3.3.1磨削功率計(jì)算 F=C(v?f?B/ v)tg? (3-1) 公式中各參數(shù)的含義： C———單位切屑所需的力（N/mm）； v———指工件的速度。這里指彈簧相對(duì)料盤軸線的線速度； f———徑向進(jìn)給量（mm）,這里指料盤旋轉(zhuǎn)一周后，砂輪的磨削量； B——— 原指砂輪的寬度，這里取彈簧中徑的1/4； v———指砂輪的線速度； ———磨粒的錐頂半角（60°～75°）。 確定公式中各參數(shù)值： 表3-6各種工件材料的C值 工件材料 花崗石 硅 純鐵 鑄鐵 高速鋼 C（N/mm） 4300 5500 2800 4900 18000 根據(jù)彈簧材料65Mn和砂輪材料棕剛玉，選擇：C＝10000N/ mm。 表3-7 磨削常用進(jìn)給量f（mm） 磨削方式 平面磨削 粗磨 0.010～0.025 精磨 0.005～0.015 簧磨削屬于粗磨，對(duì)照表3-7，f擬確定0.02mm。 砂輪普通磨削線速度30－35m/s,高速磨削35m/s以上。彈簧磨削屬于干磨，速度不宜太高。速度過高會(huì)產(chǎn)生高溫，影響彈簧的性能。在這里我擬選用v＝30m/s。 錐頂半角＝60°。 由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，彈簧鋼絲最大直徑8mm,彈簧最大外徑50mm，則彈簧中徑為： D=50-16=34mm D=(34+50)/2=42mm B= D/4=10.15mm 參照平面磨削參數(shù)工件的速度v＝0.15m/s。 表3-8磨削的摩擦系數(shù) 工件材料 砂輪切削液 干磨 退火碳素鋼 A46NV 0.73 淬火高速鋼 A46GV 0.32 彈簧磨削屬于干磨，工件材料為65Mn或者碳素鋼，所以摩擦系數(shù)選擇＝0.73。 由公式3－1得： F＝×10000(0.15×0.02×10.5/ 30) ×tg60°×0.73 ＝20.84N F是磨單個(gè)彈簧所需的磨削力，有圖3-1可知，有7個(gè)彈簧同時(shí)進(jìn)行磨削 P＝7× F ×v/1000＝720.8430/1000＝4.38KW 總傳動(dòng)效率： 軸有4個(gè)角接觸軸承支撐，單個(gè)軸承的傳動(dòng)效率為0.99，則總傳動(dòng)效率為： ＝0.99＝0.96 電機(jī)輸入功率為： P＝ P/＝4.38/0.96＝4.56KW 3.3.2選擇電動(dòng)機(jī) 電機(jī)轉(zhuǎn)速： n＝(D為砂輪的外徑) (3-2) 由3－2得： n ＝＝1433.12r/min 根據(jù)輸入功率以及輸入轉(zhuǎn)速選擇電機(jī)，查參考文獻(xiàn)[3]，選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)Y132S-4，額定功率5.5KW，同步轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min。 3.4磨頭主軸的設(shè)計(jì) 通常，軸的設(shè)計(jì)步驟包括： a.按工作要求合理選擇軸的材料和熱處理方法； b. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； c.軸的強(qiáng)度校核計(jì)算； d.必要時(shí)作軸的剛度或振動(dòng)穩(wěn)定性等的校核計(jì)算； e.繪制軸的零件工作圖。 A．軸的材料及其熱處理選擇 軸的常用材料是碳素鋼，合金剛及球墨鑄鐵。 鋼軸毛坯多數(shù)用軋制圓鋼或鍛件，也有的用圓鋼。 碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，經(jīng)熱處理或化學(xué)處理可得到較高的綜合力學(xué)性能（尤其在耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度兩個(gè)方面），應(yīng)用最多。常用的碳鋼有35、40、45和50等優(yōu)質(zhì)中碳鋼，其中45鋼應(yīng)用最廣，通常進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理，一般用于比較重要或承載較大的軸。對(duì)于不重要或承載較小的軸，也可采用Q235,Q275等普通碳素鋼。 合金鋼比碳素鋼具有更好的力學(xué)性能和熱處理性能，常用于承載很大而重量、尺寸受限或有較高耐磨性、防腐性要求的重要的軸，以及處理高溫或低溫條件下工作的軸。 選擇軸的材料和熱處理方法，主要根據(jù)軸的受力、轉(zhuǎn)速、重要性等對(duì)軸的強(qiáng)度和耐磨性提出的要求。研究表明，鋼材的種類和熱處理措施對(duì)其彈性模量影響甚小，如欲采用合金鋼代替碳素鋼或通過熱處理來(lái)提高軸的高度，收效甚微。軸的剛度主要取決于軸的剖面尺寸，可用適當(dāng)增加軸的截面面積來(lái)提高軸的剛度。此外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中敏感性較強(qiáng)，價(jià)格也較高。選材是也應(yīng)考慮到。 綜合考慮軸的運(yùn)行環(huán)境以及軸材料的力學(xué)性能，軸的材料選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3.4.1磨頭主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是要確定軸的合理外形和結(jié)構(gòu)，以及包括各軸段長(zhǎng)度、直徑及其他細(xì)小尺寸在內(nèi)的全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸的毛坯種類；軸上作用力的大小和分布情況；軸上零件的布置及固定方式；軸承類型及位置；軸的加工工藝以及其他一些要求。由于影響因素很多，且其結(jié)構(gòu)形式又因具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)具有較大的靈活性和多樣性。但是，不論具體情況人如何，軸的結(jié)構(gòu)一般應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求： a.軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置； b.軸上零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整； c.軸應(yīng)具有良好的制造工藝性； d.軸的受力合理，有利于提高強(qiáng)度和剛度； e.節(jié)省材料，減輕重量；F f.形狀及尺寸有利于減小應(yīng)力集中。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般已知裝配簡(jiǎn)圖、軸的轉(zhuǎn)速、傳遞的功率及傳動(dòng)零件的類型和尺寸等。 3.4.2軸的最小直徑估算 轉(zhuǎn)軸受彎扭組合作用，在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，其長(zhǎng)度、跨距、支反力及其作用點(diǎn)的位置等都未知，尚無(wú)法確定軸上彎矩的大小和分布情況，因此也無(wú)法按彎扭組合來(lái)確定轉(zhuǎn)軸上各軸段的直徑。為此應(yīng)先按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件估算轉(zhuǎn)軸上僅受轉(zhuǎn)矩作用的軸段的直徑——軸的最小直徑d，然后才能通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定各軸段的直徑。 d=C (3-3) C———計(jì)算常數(shù)，取決于軸的材料和受載情況。 當(dāng)軸段上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大直徑以考慮鍵槽對(duì)軸的削弱：d>100mm時(shí)，單鍵槽增大3％，雙鍵槽增大7％；d100mm時(shí)，單鍵槽增大5％～7％，雙鍵槽增大10％～15％。最后對(duì)d進(jìn)行圓整。 查參考文獻(xiàn)[10]P292表11.3（軸常用C值）： C＝111 由公式3-3得： d＝111＝17.35mm 電機(jī)和軸的連接方式是直聯(lián)，即在軸的一段開孔，電機(jī)主軸套在孔內(nèi)，并用鍵連接。查閱參考文獻(xiàn)[3]可知，Y132S-4電機(jī)主軸直徑為φ38mm，計(jì)算值d比電機(jī)主軸小得多，砂輪在磨削時(shí)軸受到的徑向力，以及振動(dòng)比較大，d＝17.35mm難以滿足強(qiáng)度要求。綜合各種因素，以及指導(dǎo)老師的建議，磨頭主軸d＝φ60。 3.4.3軸的總長(zhǎng)度 軸的長(zhǎng)度主要決定磨頭的穩(wěn)定性，為滿足裝配空間的要求，盡可能把軸設(shè)計(jì)得長(zhǎng)些。首先確定下磨頭的長(zhǎng)度。從總體方案中知道工作臺(tái)的高度為1205㎜，查閱參考文獻(xiàn)[3]可知Y132S-4電機(jī)的安裝尺寸，電機(jī)總長(zhǎng)度為475㎜，砂輪和電機(jī)的安裝空間擬確定為162.5㎜，則軸的長(zhǎng)度： L＝1205－475－162.5＝568.5mm。 上磨頭要實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，根據(jù)磨簧的高度15-150mm，彈簧的磨削量以及砂輪厚度的補(bǔ)償，來(lái)確定上磨頭的主軸長(zhǎng)度。 L＝568.5＋150＋71.5＝790mm。 3.4.4各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定 A.各軸段的直徑 階梯軸各軸段直徑的變化應(yīng)遵循下列原則：a.配合性質(zhì)不同的表面（包括配合表面與非配合表面），直徑應(yīng)有所不同；b.加工精度、粗糙度不同的表面，一般直徑亦應(yīng)有所不同；c.應(yīng)便于軸上零件的裝拆。通常從初步估算的軸段最小直徑d開始，考慮軸上配合零部件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和定位、固定、裝拆、受力情況等對(duì)軸結(jié)構(gòu)的要求，一次確定軸段的直徑。具體操作時(shí)還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面問題： d.與軸承配合的軸頸，其直徑必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。 e.軸上螺紋部分必須符合螺紋標(biāo)準(zhǔn)。 f.軸肩定位是軸上零件最方便可靠的定位方法。軸肩分定位軸肩和非定位軸肩，定位軸肩通常用于軸向力較大的場(chǎng)合，非定位軸肩是為加工和裝配方便而設(shè)置的，其高度沒有嚴(yán)格的規(guī)定。 g.與軸上傳動(dòng)零件配合的軸頭直徑，應(yīng)盡可能圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑尺寸系列。 h.非配合的軸身直徑，可不取標(biāo)準(zhǔn)值，但一般應(yīng)取成整數(shù)。 B.各軸段的長(zhǎng)度 各軸段的長(zhǎng)度決定于軸上零件的寬度和零件固定的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： a.軸頸的長(zhǎng)度通常于軸承的寬度相同。 b.軸頭的長(zhǎng)度取決于與其相配合的傳動(dòng)輪轂的寬度。 c.軸身長(zhǎng)度的確定應(yīng)考慮軸上各零件之間的相互位置關(guān)系和拆裝工藝要求，各零件間的間距查參考文獻(xiàn)[3]。 根據(jù)軸設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則以及軸上零件裝配要求，把軸設(shè)計(jì)成如下結(jié)構(gòu)形式： 圖3-2 磨頭主軸結(jié)構(gòu)示意圖 在L1段和L4段安裝軸承，用于軸的定位。 軸的詳細(xì)尺寸見圖MHJ-01-18,MHJ-01-10。 3.4.5軸承的選擇 選擇滾動(dòng)軸承的類型，一般從載荷的大小、方向和性質(zhì)入手。在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承承載能力大，時(shí)用于載荷較大或有沖擊的場(chǎng)合。當(dāng)承受純徑向載荷時(shí)，通常選用徑向接觸軸承或深溝球軸承；當(dāng)承受純軸向載荷時(shí)，通常選用推力軸承；當(dāng)承受較大徑向載荷和一定軸向載荷時(shí)，可選用角接觸球軸承。 根據(jù)軸的應(yīng)用場(chǎng)合可知，軸在砂輪、彈簧的作用下受到軸向力，以及在磨削時(shí)受到的徑向力。查詢常用滾動(dòng)軸承的性能和特點(diǎn)，選擇角接觸球軸承。角接觸球軸承的性能特點(diǎn)：可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，也可承受純軸向符合。適用于剛性較大跨距不大的軸及須在工作中調(diào)整游隙時(shí)，常用于蝸桿減速器、離心機(jī)、電鉆、穿孔機(jī)等。 角接觸球軸承所能承受的軸向力是單向的，磨簧機(jī)的磨頭在磨削時(shí)，收到的軸向力一般是雙向的，所以為滿足使用要求，角接觸軸承是成對(duì)使用，用背對(duì)背的方式安裝。 由圖MHJ-01-10可知 D=60mm；D=70mm 則軸兩端的軸承型號(hào)分別是：7212AC,7214AC。 3.4.6軸承的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有重要意義。軸承中的潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還具有散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕等。潤(rùn)滑方式與軸承速度有關(guān)，一般根據(jù)軸承的d值（d為滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，單位mm；n為軸承轉(zhuǎn)速，單位r/min）作出選擇。 d＝d×n (3-4) 式中d=60mm;n=1433.12r/min 由公式3－4得： d＝60×1433.12＝8.6×10mm?r/min 表3-9 d值界限（10mm?r/min） 軸承類型 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 角接觸球軸承 16 >25 對(duì)照表3-9，軸承的潤(rùn)滑方式選擇脂潤(rùn)滑。 3.4.7滾動(dòng)軸承的密封 軸承工作時(shí)，潤(rùn)滑劑不允許很快流失，且外界灰塵、水分及其他雜物也不允許進(jìn)入軸承，故應(yīng)對(duì)軸承設(shè)置可靠的密封裝置。密封裝置可分為接觸式和非接觸式兩類。 A.接觸式密封 通過軸承蓋內(nèi)部放置的密封件與傳動(dòng)軸表面的直接接觸而起密封作用。密封件主要用毛氈、橡膠圈、皮碗等軟性材料，也有用減磨性好的硬質(zhì)材料如石墨、青銅、耐磨鑄鐵等。軸與密封件接觸部位需要磨光，以增強(qiáng)防泄漏能力和延長(zhǎng)密封件的壽命。 B.非接觸式密封 接觸式密封必然在接觸處產(chǎn)生摩擦，非接觸式密封則可以避免此類缺點(diǎn)，故非接觸式密封常用于速度較高的場(chǎng)合。 鑒于磨頭主軸在靠近砂輪端受到的振動(dòng)比較大，在磨削時(shí)產(chǎn)生的磨削四處飛濺。假如用接觸式密封，主軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)軸和密封圈摩擦厲害，磨簧機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間密封圈就達(dá)不到密封效果。磨屑容易進(jìn)入軸承，影響軸承壽命和磨削精度。權(quán)衡利弊，我選擇非接觸式密封，即選用迷宮式密封，在縫隙中填脂。 3.5磨頭進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軸一般由軸承固定，難以實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)?，F(xiàn)在用套筒和導(dǎo)向套來(lái)實(shí)現(xiàn)軸的軸下移動(dòng)。首先把軸安裝在套筒內(nèi),套筒安裝在導(dǎo)向套內(nèi),由套筒在導(dǎo)向套內(nèi)實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)磨頭的軸向移動(dòng)。詳細(xì)結(jié)構(gòu)見磨頭裝配圖MHJ-01-00。 3.5.1套筒和導(dǎo)向套的設(shè)計(jì) A.套筒的設(shè)計(jì) 套筒的內(nèi)經(jīng)主要有軸承的外徑來(lái)確定。見圖3-2，軸承的最大外徑在L4段，根據(jù)軸承型號(hào)7214AC可知，軸承外徑D=125㎜，軸承7214AC安裝尺寸D＝116mm，對(duì)套筒內(nèi)徑進(jìn)行圓整，則D=110mm，現(xiàn)擬確定套筒厚度為25mm，則套筒外徑D＝160mm。 套筒的長(zhǎng)度主要以下磨頭主軸的長(zhǎng)度作為設(shè)計(jì)依據(jù)?？紤]到安裝尺寸，套筒長(zhǎng)度確定為500mm。 我們可以把套筒看成空心軸?？招妮S對(duì)提高軸的剛度、減小軸的質(zhì)量具有顯著的作用。由計(jì)算知，內(nèi)外徑之比為0.6的空心軸與質(zhì)量相同的實(shí)心軸相比，截面系數(shù)可增大70％。 套筒剛度校核： i= (3-5) 由公式3－5得： i＝＝0.69 V =)L (3-6) 由公式3-6得： V ＝)×500＝5298750mm V＝L (3-7) 由公式3-7得： V＝×602×568.5 ＝1606581 mm V> V；i>0.6 所以套筒滿足剛度要求。 上磨頭因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)，所以上磨頭套筒長(zhǎng)度要比下磨頭套筒長(zhǎng)些。上磨頭套筒長(zhǎng)度增量主要取決于磨簧高度，由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，磨簧高度在15－150㎜，再考慮安裝尺寸、砂輪補(bǔ)償?shù)男枰?，上磨頭升降套筒長(zhǎng)度確定為700.5㎜。 B.導(dǎo)向套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向套的內(nèi)徑由套筒的外徑確定，為160㎜，外徑擬確定為220㎜?？紤]到其他零件的安裝尺寸，以及砂輪的補(bǔ)償高度，導(dǎo)向套的長(zhǎng)度擬確定為425mm。 導(dǎo)向套剛度校核： 由公式3-5得： i＝＝0.73 由公式3-6得： V=)×425=7606650 mm V> V；i>0.6 所以導(dǎo)向套滿足剛度要求 3.5.2上磨頭進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 磨頭進(jìn)給動(dòng)力有電機(jī)來(lái)提供，磨頭進(jìn)給是直線運(yùn)動(dòng)，而電機(jī)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。磨頭進(jìn)給系統(tǒng)主要的功能是把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成磨頭的直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)這一要求，選擇齒輪-齒條機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)磨頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 A.上磨頭質(zhì)量計(jì)算： 根據(jù)繪制零件圖的尺寸，計(jì)算各零件的質(zhì)量： a.升降套筒： 由公式3-6得： V＝)×700.5＝7423548.75 mm b.磨頭主軸： V＝45×45×25×＋×642×16＋24××1092＋ 702×69＋×652×577＋×602×50 ＝2646309.925 mm (3-8) c.軸承： 查參考文獻(xiàn)[3]，可知7212AC軸承的質(zhì)量為0.8㎏；214AC軸承的質(zhì)量為1.1㎏。 則軸承總質(zhì)量為： 0.8×2＋1.1×2＝3.8㎏ e.電機(jī)質(zhì)量： 查參考文獻(xiàn)[3]，電機(jī)Y132S-4的質(zhì)量為68㎏。 f.上電機(jī)法蘭質(zhì)量： 上電機(jī)法蘭形狀不規(guī)則，根據(jù)繪制的零件圖，用相關(guān)計(jì)算軟件計(jì)算上電機(jī)法蘭 的質(zhì)量，計(jì)算結(jié)果為：26.52㎏。 g.砂輪質(zhì)量： 查詢參考文獻(xiàn)資料[11]，砂輪質(zhì)量為50㎏。 h.上磨頭總質(zhì)量： 鋼的密度＝7.8㎏/cm M＝50＋3.8＋68＋26.52＋（7423548.75＋2646309.925）/1000×7.8/1000 ＝226.86㎏ (3-9) B.磨頭進(jìn)給功率計(jì)算： F＝M?g (3-10) 由公式3-10得： F＝226.86×9.8＝2223.228N 磨頭進(jìn)給速度不能太高，太高會(huì)引起磨削力的突變，容易引起砂輪的崩 碎。鑒于以上原因砂輪進(jìn)給速度為： v=20㎜/min 則P＝F?v (3-11) 由公式3-11得： P＝2223.228×0.02/60＝0.74 C.傳動(dòng)齒輪、齒條的設(shè)計(jì) 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級(jí)、齒數(shù)： 考慮到齒輪傳遞的功率不大，故齒輪、齒條都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為220HBS、260HBS,7級(jí)精度。 齒輪、齒條的模數(shù)擬確定為：m=3； 圓柱齒輪齒數(shù)為：z=19 分度圓直徑：d=m?z (3-12) 由公式3-12得： d＝3×19＝57mm 因?yàn)辇X輪－齒條傳遞的功率不大，齒寬系數(shù)：=0.4 b= ?d (3-13) 由公式3-13得： b ＝0.4×57＝22.8mm 對(duì)齒寬進(jìn)行圓整b=25mm b= b+(5～10)mm (3-14) 由公式3-14 得： b＝25+5 ＝30mm 齒高h(yuǎn)=2.25m (3-15) 由公式3-15得： H＝2.25×3＝7.25㎜ D.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： (3-16) 確定公式中各參數(shù)值： a.計(jì)算載荷系數(shù)K： K＝KAKvK (3-17) 查參考文獻(xiàn)[10]P112表6.2得使用系數(shù)KA=1；根據(jù)v＝20㎜/min、7級(jí)精度，查參考文獻(xiàn)[10]P114圖6.10得動(dòng)載系數(shù)Kv=1，查參考文獻(xiàn)[10]P115圖6.13得K=1.15 則由公式3-17得： K＝1×1×1.15 ＝1.15 由公式3-2得： n＝＝0.112r/min T＝9.55×106× (3-18) 由公式3-18得： T ＝9.55×106×＝6.3098×10N?mm b. 查參考文獻(xiàn)[10]P111圖6.9，齒輪、齒條的彎曲疲勞強(qiáng)度極限＝220MPa,=240MPa； c.彎曲疲勞壽命系數(shù)： 查參考文獻(xiàn)[10]P109圖6.7取K=0.90,K=0.88； d.許用彎曲應(yīng)力： 取定彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,應(yīng)力修正系數(shù)Y=2.0 []＝K Y/ S (3-19) 由公式3-19得： []＝K Y/ S＝240×0.88×2/1.4＝282.86MPa []＝K Y/ S＝220×0.9×2/1.4＝301.71MPa e.齒型系數(shù)Y、Y和應(yīng)力修正系數(shù)Y、Y： 查參考文獻(xiàn)[10]P120，表6.4得： Y＝2.85，Y＝2.06 Y＝1.54，Y＝1.97 f.計(jì)算大小齒輪的Y Y/[]于Y Y/[]，并加以比較取其中大值 代入公式計(jì)算：=＝0.0156 ＝＝0.0100 圓柱齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按圓柱齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 g.校核計(jì)算： 將相關(guān)參數(shù)代入3-16得： ＝×2.85×1.54＝163.37MPa< 所以設(shè)計(jì)的齒輪、齒條滿足使用要求。 E．傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) a. 軸的材料選擇： 軸的材料選擇45鋼 b.最小直徑估算： 查參考文獻(xiàn)[10]P292表11.3，C=110。 由公式3-3得： d＝110＝20.64mm 因?yàn)檩S上開有鍵槽， 所以d= d×(1+7%) (3-20) 由公式3-20得： d＝20.64×（1＋7％）＝22.08㎜ 對(duì)軸進(jìn)行圓整： D＝30㎜ d＝d＝30mm 由于軸的直徑和齒輪的分度圓直徑相差不大，所以考慮做成齒輪軸。如圖所示： 圖3-3 齒輪軸結(jié)構(gòu)示意圖 軸1段裝滾子鏈聯(lián)軸器，鏈與鏈輪間的嚙合間隙可補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移。 軸2、軸6段裝軸承，該軸主要承受徑向力，所以采用深溝球軸承。 軸4段為齒輪。 F.齒條長(zhǎng)度以及齒輪軸的安裝高度的確定： 齒輪軸、齒條安裝示意圖如圖3－4所示高度L5取決于彈簧的最長(zhǎng)長(zhǎng)度,L5 取決于彈簧的最小長(zhǎng)度。L4為齒條的長(zhǎng)度。假設(shè)初始狀態(tài)下，上下磨頭之間的距離為100mm，彈簧的最小長(zhǎng)度是15mm，則L2＝100-15=85mm，彈簧的最長(zhǎng)長(zhǎng)度為150mm，則L5=150-100=50mm，齒條向下移動(dòng)時(shí)，為有足夠的下移空間L1=90mm，考慮到齒條的安裝尺寸，以及防止齒條因過量進(jìn)給與支撐板產(chǎn)生碰撞，齒輪軸的安裝高度為175mm。齒條的安裝尺寸擬確定為25mm,為防止在齒條最高、最低點(diǎn)時(shí)與齒輪嚙合不充分，把齒條適當(dāng)增長(zhǎng)，擬確定為10mm，砂輪的補(bǔ)償高度為5mm。 則齒條的總長(zhǎng)度： L4＝L5＋L2＋25×2＋10×2＋5 ＝50＋85＋50＋20＋5 ＝210mm G．電機(jī)與減速器的選擇 有上面的計(jì)算可知，輸出功率為0.74W，則輸入功率： P入＝(為總傳動(dòng)效率) (3-21) 軸承的傳動(dòng)效率為0.98，減速器擬采用擺線針輪減速器，擺線針輪減速器傳動(dòng)效率高：由于該機(jī)嚙合部位采用了滾動(dòng)嚙合，一般效率為可達(dá)0.98。 ＝0.98×0.98×0.98＝0.941 由公式3-21得： P入＝＝0.786W 由公式3-2得： 齒輪轉(zhuǎn)速 ＝＝0.112r/min 齒輪的轉(zhuǎn)速很低，結(jié)合擺線針輪減速器的選擇，傳動(dòng)比不能太大，傳送比大，擺線針輪的尺寸、價(jià)格都會(huì)相應(yīng)增加。所以電機(jī)選擇YC系列。查閱參考文獻(xiàn)[3]，電機(jī)型號(hào)選擇YC90S-4，額定功率0.55Kw，滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min。 傳動(dòng)比：i=＝1250 根據(jù)傳動(dòng)比，以及輸入功率選擇減速器。查閱參考文獻(xiàn)[3],減速器型號(hào)選擇：ZD0.55-2B-1250。 3.5.3齒輪軸的校核 軸在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，進(jìn)行校核計(jì)算。計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度或剛度要求。 a. 求出主軸上的轉(zhuǎn)矩 T 在工作時(shí)，主軸上所承受的功率P=0.74w（不計(jì)齒輪的嚙合損耗和軸承損 耗的功率）。則由公式3-18得： N·mm b．求作用在齒輪上的力 N (3-22) N (3-23) c. 軸的受力分析 計(jì)算支承反力： 軸承相對(duì)齒輪成對(duì)稱安裝。 在水平面內(nèi)： ＝N 在垂直平面內(nèi)： ＝N d.畫彎矩圖（圖3-4） 在水平面內(nèi)： MaH=Ftl1=1107×164=181548 N·mm (3-24) 在垂直平面內(nèi) ： MaV=Frl1=402.9×164=66075.6 N·mm 合成彎矩： N·mm (3-25) 圖3-4 軸的彎矩、扭矩圖 e.危險(xiǎn)截面的判斷 合成彎矩以齒輪為中心成對(duì)稱分布，所以只要一邊滿足強(qiáng)度要求即可。 f.軸的彎扭合成強(qiáng)度校核 由參考文獻(xiàn)[10]表11.2查得[σ]=[ σ-1]=60Mpa, ＝0.1×40＝6400mm3 (3-26) =30.19Mpa<[σ] (3-27) g. 軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]表11.2,查得，，，， =0.2×40=12800 mm3 (3-28) 由參考文獻(xiàn)[10]附表1.8查得，；由附表1.4查得絕對(duì)尺寸系數(shù)，；軸經(jīng)磨削加工，由附表11.4得表面質(zhì)量系數(shù)。則 彎曲應(yīng)力： (3-29) 應(yīng)力幅： 平均應(yīng)力： 切應(yīng)力： (3-30) 安全系數(shù)： (3-31) (3-32) 查參考文獻(xiàn)[13]表11.8得許用安全系數(shù),,則主軸的強(qiáng)度滿足要求。 4論 結(jié) 立式磨簧機(jī)主要針對(duì)彈簧磨削而設(shè)計(jì)的，機(jī)床的創(chuàng)新點(diǎn)在于磨簧機(jī)能加工不同高度的彈簧，實(shí)現(xiàn)磨頭的自動(dòng)進(jìn)給、復(fù)位，自動(dòng)卸料。該立式磨簧機(jī)采用雙端面磨削，避免彈簧因多次裝夾引起的加工誤差。料盤采用回轉(zhuǎn)式圓盤，可以同時(shí)加工多個(gè)彈簧。 立式磨簧機(jī)能滿足加工要求，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝卸方便，便于維修、調(diào)整。 參考文獻(xiàn)： [1]張英會(huì)等主編.彈簧手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997 [2]羅輝主編.機(jī)械彈簧制造技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987 [3]徐灝主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995 [4]葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001 [5]葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè)).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001 [6]李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995 [7]艾興等主編.金屬切削用量手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996 [8]范云漲等主編.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993 [9]<<中國(guó)軸承新舊型號(hào)對(duì)照手冊(cè)>>編寫組編.中國(guó)軸承新舊型號(hào)對(duì)照手冊(cè).北京:兵器工業(yè)出版社,1995 [10]徐錦康主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2004 [11]全國(guó)磨料磨具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編. 中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999 致　謝 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)已經(jīng)結(jié)束?；仡櫿麄€(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本設(shè)計(jì)是學(xué)完所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程以后所進(jìn)行的，是對(duì)我三年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次大檢驗(yàn)。使我能夠在畢業(yè)前將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我基本上掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題等，另外還更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè)，選擇使用工藝裝備等。這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的鍛練，提高了我獨(dú)立思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)留下一些遺憾，在此懇請(qǐng)各位專家、老師及同學(xué)不吝賜教。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在陳祥林老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的。陳老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問題，指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路，以及教我良好的繪圖習(xí)慣。 在此，我忠心地向他表示誠(chéng)摯的感謝和敬意！ 附 錄 1立式磨簧機(jī) MHJ-00 A0 2磨頭裝置 MHJ-01-00 A0 3齒條 MHJ-01-01 A3 4齒輪軸 MHJ-01-02 A3 5軸承端蓋(一) MHJ-01-03 A4 6軸承端蓋(二) MHJ-01-04 A4 7軸承座 MHJ-01-05 A3 8下電機(jī)法蘭 MHJ-01-06 A2 9下磨頭升降桿 MHJ-01-07 A4 10下磨頭導(dǎo)向套 MHJ-01-08 A3 11下磨頭升降套筒 MHJ-01-09 A3 12下磨頭主軸 MHJ-01-10 A3 13迷宮盤 MHJ-01-11 A3 14密封盤 MHJ-01-12 A3 13砂輪壓蓋 MHJ-01-13 A4 16砂輪座 MHJ-01-14 A3 17砂輪 MHJ-01-15 A3 18彈簧壓板 MHJ-01-16 A3 19導(dǎo)向桿 MHJ-01-17 A4 20上磨頭主軸 MHJ-01-18 A3 21上磨頭導(dǎo)向套 MHJ-01-19 A3 22上磨頭升降套筒 MHJ-01-20 A2 23滑套 MHJ-01-21 A4 24上電機(jī)法蘭 MHJ-01-22 A2 25定位環(huán) MHJ-01-23 A4 23