機械設計制造及其自動化專業(設計)——高速平面研磨機機械結構設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 1=Pη=3= () T 1= 950000 = 137000 N ? () mm200 2T32137000==1250Nd 220 () 初步確定軸的最小直徑： F= Pd min = A 0 4 () n(1β) A0=[τT] 查表知取 A0=120 P為輸出功率為 n為主軸的轉速，取主軸的最小轉速 50r/min β=d1即空心軸的 () W σca ：軸的計算應力，單位為 Mpa M ：軸所受的彎矩，單位為 N㎜ T ：軸所受的扭矩，單位為 N㎜ W ：軸的抗玩截面系數，單位為 mm3 [σ1] ：對稱循環變應力時軸的許用彎曲應力 α ：折合系數，取 α≈ 6 三江學院 2021 屆本科生畢業設計 (論文 ) 軸的彎矩圖如圖 示。 圖 軸的彎矩圖 軸的扭矩如圖 。 圖 軸的扭矩圖 2 由機械設計（表 15—1）查得 [σ1]=70Mpa，因此 σca [σ1]，故安全。 傳動系統設計 機械的傳動系統是傳遞轉矩和轉矩，目的是使執行元件與負載之間在轉矩和轉速方面得到最佳匹配。傳動機構采用皮帶輪減速，通過變 頻器來控制主軸轉速。 （ 1） 電動機的選擇 三相異步電機，結構簡單，維護容易，運行可靠，價格便宜，具有較好的穩定性和動態特性，因此我們選擇三相異步電機。 電機所需輸出的功率為： P=3kW 容量相同的同類型電機，有不同的轉速，低轉速電動機的極數多，外廓 尺寸及質量都較大，價格高，但可使傳動轉動比較小，從而降低傳動裝置的成本；高速電機則相反。因此在確定電機時進行了綜合考慮。 ? nd=ianw r/min () ? 式中： nd ：為電動機可選轉速范圍，單位為 r/min 7 三江學院 2021 屆本科生畢業設計 (論文 ) ia ：傳動裝置的合理范圍 nw ：為工作機轉速，單位為 r/min ?nd=ianw=2720=1440r/min 設計中常選用同步轉速為 1000或 1500r/min的電動機，所以選擇 1500r/min. 根據選定的電機類型及所需要的容量和轉速，查出電機的型號和主要技術數據如表 。 表 2Y100L2—4電動機的主要參數 平面高速研磨機達到 的加工精度高，所以要求主軸轉動平穩、無沖擊、剛度好、軸向及徑向跳動小；同時為擴大機床的加工范圍，主軸系統還因具有變速功能。因此采用交流電機邊變頻器來控制機床的主軸轉速。動系統鏈為： 電動機 ——皮帶輪 ——機床主軸 這樣在主軸傳動環節上就減輕了由于傳動鏈零件機械加工精度低對主軸平穩運轉的影響。變頻器具有調速范圍廣，可以無級調速、轉速平穩、效率高等優點，而且還可以在運轉中調速。因為固著磨料在研磨加工過程中存在著比較嚴重的沖擊，所以機床主軸在啟動時作無沖擊的緩加速運動，在停止時做緩減速運動，主軸的這一運動方式可 以通過調整變頻器的有關參數來實現。 （ 2） 帶傳動設計 帶傳動是由固聯于主軸上的帶輪 1（主帶輪）、固聯于從動軸上的帶輪 3（從帶輪）和緊套在兩帶輪上傳動帶 2組成（如圖 ）。當原動機驅動主帶輪轉動時，由于帶和帶輪間摩擦，便拖動從帶輪一起轉動，并傳遞一定的動力。帶傳動具有結構簡單，傳動平穩，造價低以及緩沖吸振等特點。 8 三江學院 2021 屆本科生畢業設計 (論文 ) 圖 帶掄傳動示意圖 1) 確定計算功率 Pca 計算功率 Pca 是根據傳遞的功率 P，并考慮到載荷性質和 每天運行時間長短等因素的影響而確定的。即 Pca = KAP () 式中： Pca ：計算功率，單位為 kW P=3kW P ：傳遞額定功率，單位為 kW KA ：工作情況系數 KA 由表知取 KA = Pca = KAP = 3kW = kW 2) 選擇帶型 由計算功率 Pca = kW和小帶輪轉速 n = 1500r/min,根據表知選普通 A型 V帶。 3) 確定帶輪的基準 直徑 dd1和 dd2 ① 初步確定小帶輪的基準直徑 dd1 根據 V帶截型，參考表選取為了提高 V帶的壽命，宜選取較大的直徑，故取 dd1 =110㎜ ② 計算帶的速度 υ υ1= πdd1n1601000601000πdd2n2 601000601000πdp2n2 πdp1n1 () υ1= 式中： υ υ2：分別為主、從動輪的圓周速度，單位為 m/s n n2 ：分別為主從動輪的轉速，單位為 r/min dp1 、 dp2 ：主動輪和從動輪的節圓直徑，可用 dd dd2 近似代替，單位為㎜。 9 三江學院 2021 屆本科生畢業設計 (論文 ) υ1= =υ1 1121460 == 60 60 60100010001000 πdp1n1 πdp2n2 601000 224720 =8 .3m /s=601000601000 對于普通帶 υmax=25 ~ 30m/s υ1υmax υ2υmax ③ 確定中心距 a和帶的基準長度 Ld 初定中心距 a0 取 0. 7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2) 取 a0 =600㎜ 計算所需帶的基準長度 L’ d 2 L’ d = 2 a0 + π（ dd1+dd2） + (d d2 dd1) 2 4a 0 2 =2 600 +3 .14 (110 +220 )+ (224 112 ) 2 4 600 =1123mm () 由表 , Ld= 1250㎜ 由于 V帶的中心距一般是可以調整的，故可采用下式作近似計算 L Ld a≈a0+d 2 1250 1123 =600+ 2 = ? () 考慮安裝調整和補償預緊力（如帶深長而松弛后的張力）的需要，中心距的變動范圍為： 10 amin= ( ) =1250 = amax=a+ () =+125