畢業(yè)設(shè)計（論文）-槍管精加工機(jī)設(shè)計（完整圖紙）

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　槍管精加工機(jī)是精加工槍管的專用機(jī)床，該機(jī)床同時可加工兩根槍管，槍管長度為660—760，槍管內(nèi)徑為18.3mm。 為了提高槍管內(nèi)孔加工整體質(zhì)量，在對原機(jī)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，研制了一種新型高加工精度的槍管精加工機(jī)。該機(jī)器通過兩部分動力源分別控制研具的兩個方向運(yùn)動。對整個傳動系統(tǒng)進(jìn)行了分析，包括位移、速度、加速度特征。齒輪減速

2、器和帶傳動在文中也有涉及。在設(shè)計完各個部分的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)布置。新機(jī)器克服了原有機(jī)器的一些缺點(diǎn)，成功提高了傳動效率和加工精度。本次設(shè)計在原有的基礎(chǔ)上對變速箱進(jìn)行了改進(jìn)，使加工更容易達(dá)到表面粗糙度的要求，有利于提高生產(chǎn)效率。該機(jī)床的特點(diǎn)：加工精度高，工藝性能穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。</p><p>　　關(guān)鍵詞：槍管 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 變速箱 機(jī)械設(shè)計 </p><p><b>　　Ab

3、stract</b></p><p>　　This machine is a special machine to finish Accuracy processing of barrel of gun. The machine can pestle two spare parbs at the same time. The length of barrel of gun is from 660 to

4、 760mm, and internal diameter is 18.3mm. A new type of the Gun-Pipe grinding machine with high accuracy was designed to develop the machining quality of gun pipe. Two parts of power machine was selected to drive the diff

5、erent motion of the abrasive sticks. Analysis of the whole transmission system was presented in thi</p><p>　　Key words: barrel the crank slipping-piece mechanism Gear-box</p><p>　　machine desi

6、gn</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　Abstract錯誤!未定義書簽。</p><p>　　第 1 章 緒 論1</p><p>　　1.1 課題背景1</p><

7、p>　　第 2 章 總體設(shè)計方案4</p><p>　　2.1 往復(fù)直線運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)4</p><p>　　2.2 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)5</p><p>　　第 3 章 精加工工藝分析7</p><p>　　3.1 工藝方案7</p><p>　　3.1.1 精加工方式的選取7</p>

8、<p>　　3.1.2 研磨加工的特點(diǎn)7</p><p>　　3. 2 研磨用具8</p><p>　　3.2.1 研具8</p><p>　　3.2.2 研磨劑8</p><p>　　3.2.3 磨條9</p><p>　　3. 3 研磨工藝過程9</p><p&

9、gt;　　3.3.1 磨料粒度9</p><p>　　3.3.2 研磨速度9</p><p>　　3.3.3 研磨余量9</p><p>　　3.3.4 研磨壓強(qiáng)9</p><p>　　第 4 章 電動機(jī)的選擇10</p><p>　　4.1 電動機(jī)的選擇原則10</p><p&g

10、t;　　4.2 電動機(jī)的選擇10</p><p>　　4.2.1 選擇電動機(jī)的類型10</p><p>　　4.2.2 選擇電動機(jī)容量10</p><p>　　4.2.3 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速12</p><p>　　第 5 章 機(jī)器傳動裝置的總體設(shè)計14</p><p>　　5.1 各級傳動參數(shù)的

11、確定14</p><p>　　5.1.1 確定傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比14</p><p>　　5.1.2 計算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)14</p><p>　　5.2 V帶傳動16</p><p>　　5.2.1 帶傳動16</p><p>　　5.2.2 V帶傳動16</p>

12、<p>　　5.3減速器設(shè)計19</p><p>　　5.3.1 選定齒輪類型 精度等級 材料及齒數(shù)19</p><p>　　5.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計20</p><p>　　5.3.3 軸的設(shè)計23</p><p>　　5.3.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度校核26</p><p>　　

13、5.3.5 帶輪和齒輪的確切尺寸29</p><p>　　5.3.6 減速器潤滑與密封29</p><p>　　5.3.7 減速器附件設(shè)計30</p><p>　　5.4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計31</p><p>　　5.4.1 運(yùn)動分析31</p><p>　　5.4.2 力分析33</p

14、><p>　　5.4.3 連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計35</p><p>　　5.4.4 飛輪的設(shè)計37</p><p>　　第6章 滑塊和導(dǎo)軌設(shè)計39</p><p>　　6.1 滑塊與導(dǎo)軌39</p><p>　　第 7 章 基座設(shè)計41</p><p>　　7.1 機(jī)座的作用和設(shè)計

15、要求41</p><p>　　7.2 機(jī)座的材料和時效處理42</p><p>　　第 8 章 電路控制系統(tǒng)設(shè)計44</p><p>　　8.1 功能要求44</p><p>　　8.2 控制線路設(shè)計44</p><p>　　第9章 夾具設(shè)計47</p><p><b

16、>　　結(jié)論48</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)49</b></p><p><b>　　致謝50</b></p><p>　　第 1 章 緒 論</p><p>　　1.1 課題背景</p><p>　　1.槍管精加工機(jī)加工形式&l

17、t;/p><p>　　槍管精加工機(jī)采用磨削的加工形式，是一種高效率的加工方法它不僅能祛除預(yù)留的加工余量，而且是提高工件尺寸、幾何形狀精度和表面光潔度的有效加工方法。其加工特點(diǎn)是：</p><p>　　加工精度高，工件經(jīng)精加工后，尺寸精度、形狀精度均能提高，表面粗糙度可達(dá)Ra0.8—0.2Raμm,有的甚至低于Ra0. 25μm。</p><p>　　表面質(zhì)量好，精加工面

18、具有交叉網(wǎng)紋[1]，有利于潤滑油的貯存及油膜的保持，并有較高的表面支承率，因而能承受較大的表面支承率較大載荷。耐磨損，從而延長了使用壽命等。</p><p>　　加工范圍較廣。槍管精加工原理是里利用安裝在磨頭圓周上若干油石，由漲開機(jī)構(gòu)將油石徑向漲開，使其壓向工件內(nèi)孔壁，從而做旋轉(zhuǎn)與往復(fù)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)對孔的低速磨削。</p><p>　　2.影響工件精加工因素</p><

19、p>　　⑴、精加工磨具磨頭旋轉(zhuǎn)速度。</p><p>　?、啤⒂褪呐蛎泬毫?。</p><p>　　⑶、磨具磨頭往復(fù)運(yùn)動速度。</p><p>　　這三種因素合理的配合可以極大提高工件的加工質(zhì)量，而以往精加工件的加工精度主要取決于操作工人的技術(shù)水平，存在著很大的不確定性，限制了應(yīng)用場合。</p><p>　　傳統(tǒng)的精加工為早期的一種摩擦

20、工藝，對機(jī)身本身的精度要求低，對控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)要求不是很高[2]。</p><p>　　現(xiàn)代精加工可定義為一種切削金屬的方法。實(shí)現(xiàn)尺寸、圓度、直線度、位置度、表面粗糙度的要求。</p><p>　　現(xiàn)代槍管精加工機(jī)大量采用高新技術(shù)、控制技術(shù)、雙膨脹珩磨制造技術(shù)、多種材質(zhì)的磨條制造技術(shù)和使用現(xiàn)代測量技術(shù)的使用等使得精加工機(jī)日新月異[3]。</p><p>

21、;　　配套的刀具材料像金剛石、剛玉、CBN、氮化物、炭化硅發(fā)展[4]。</p><p>　　1.2 設(shè)計思路闡述</p><p>　　槍管精加工機(jī)有原動部分—電動機(jī)、傳動部分—V帶傳動、執(zhí)行部分—曲柄滑快機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)及一些輔助系統(tǒng)組成。</p><p><b>　　1.對電動機(jī)的選取</b></p><p>　　為實(shí)

22、現(xiàn)槍管內(nèi)孔精加工所需的運(yùn)動，應(yīng)以工作部件，即精磨工藝分析入手，初步確定完成精磨工藝所需的軸向力、圓周力、精加工工藝所需的軸向速度和圓周速度等基本設(shè)計數(shù)據(jù)。由精加工所需的力和速度，確定加工所需功率。綜合考慮各傳動部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率損失，推出電動機(jī)所需的功率值[5]。</p><p>　　由傳遞運(yùn)動關(guān)系，計算出電動機(jī)所需提供的轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　2.對傳動部分選取&

23、lt;/b></p><p>　　選擇V帶傳動。首先確定各級傳動的傳動比，有效傳動效率計算傳動件所實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動特征和動力參數(shù)，據(jù)此選擇傳動件（如皮帶）；選擇零部件尺寸，設(shè)計計算各零部件的尺寸大小。</p><p><b>　　3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　為實(shí)現(xiàn)往復(fù)的直線運(yùn)動，由于精加工工藝的精確度很高，精加工時槍管內(nèi)的軸

24、向運(yùn)動有嚴(yán)格的直線度要求。曲柄滑快機(jī)構(gòu)可以很容易的實(shí)現(xiàn)精加工直線度要求。為減少工作中速度波動，增加運(yùn)動中平穩(wěn)性，曲柄設(shè)計成飛輪形式[6]。</p><p>　　4.電路控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　絕大多數(shù)的機(jī)械設(shè)備，都是電動機(jī)來帶動的。對生產(chǎn)中的電動機(jī)的自動控制，使生產(chǎn)機(jī)械各部件的動作按順序進(jìn)行，保證生產(chǎn)過程中加工工藝合乎預(yù)定要求。對電動機(jī)主要是控制它的啟動、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動

25、。多采用繼電器、接觸器以及按鈕等控制電器來實(shí)現(xiàn)自動控制。這種控制系統(tǒng)一般成為繼電器控制系統(tǒng)，它是一種有觸點(diǎn)的繼續(xù)控制，因?yàn)槠渲锌刂破魇抢^續(xù)動作的[7]。</p><p><b>　　5.輔助系統(tǒng)設(shè)計：</b></p><p>　　對輔助系統(tǒng)綜合考慮，在設(shè)計過程中進(jìn)行選取設(shè)計。</p><p>　　首先，確定總體方案，實(shí)現(xiàn)槍管內(nèi)孔研磨加工所需的運(yùn)

26、動。然后，從工作部件，即研磨工藝分析入手。初步確定完成研磨工藝所需的軸向力、圓周力、研磨工藝所需的軸向速度和圓周速度（或說研具旋轉(zhuǎn)速度）等基本設(shè)計數(shù)據(jù)。</p><p>　　第 2 章 總體設(shè)計方案</p><p>　　由研磨參數(shù)確定傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式以及電動機(jī)所要提供的功率、轉(zhuǎn)速，選出合適的電動機(jī)型號，既動力源，然后對傳動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計計算、對執(zhí)行部分、加工工具的選擇與設(shè)計。確定電動機(jī)后，

27、從電動機(jī)開始，按傳動鏈依次準(zhǔn)確地計算各個環(huán)節(jié)的運(yùn)動參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　設(shè)計對槍管內(nèi)孔的精加工運(yùn)動，分成軸向往復(fù)運(yùn)動和周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，分別實(shí)現(xiàn)兩種運(yùn)動更簡單方便。</p><p>　　2.1 往復(fù)直線運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動，根據(jù)槍管長度為660—760mm，采用凸輪機(jī)構(gòu)，則需要滿足>760m

28、m的升程和回程。這樣凸輪的尺寸會很大。另外，凸輪機(jī)構(gòu)加工制造困難，精確度難以保證，而且工作過程中磨損大。以上多條因素表明，不便選用凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動。而無偏執(zhí)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以很容易地確保研具的直線度要求。這種機(jī)構(gòu)工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計計算和加工制造方便。因此選擇曲柄滑快機(jī)構(gòu)。</p><p>　　曲柄滑快機(jī)構(gòu)中滑塊的實(shí)際最大行程應(yīng)大于760mm，取沖程H為1100mm?；煸O(shè)計成高200，曲柄的長度應(yīng)

29、為r=450mm。連桿長度取l=3r=3450mm=1350mm（如圖2-1 ）。曲柄設(shè)計成飛輪的形式以減少工作中的速度波動，增加運(yùn)動平穩(wěn)性。</p><p>　　圖2-1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　2.2 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　精加工的磨具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為50—60r/min?？紤]原機(jī)器中此項(xiàng)運(yùn)動是靠一個額外電機(jī)，通過帶傳動帶動一個蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)來

30、實(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)方式安全可靠，帶傳動具有過載保護(hù)的功能，傳動平穩(wěn)。本設(shè)計中直接將電機(jī)安裝在滑塊上，由電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器直接帶動研具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動?？朔嗽蟹绞较履Σ翐p耗很大，效率低，易出現(xiàn)發(fā)熱和溫升過高的缺點(diǎn)。另外帶傳動和蝸輪蝸桿傳動的使用，會增加制造和裝配難度，同時也不滿足經(jīng)濟(jì)性要求。此設(shè)計方案效率高，功率損失少，但是一般電機(jī)轉(zhuǎn)速過高，體積也過大。因此，宜選用體積小、重量輕又可以輸出低轉(zhuǎn)速的交流伺服電動機(jī)。將兩個交流伺服電動機(jī)并排

31、安裝在滑塊上分別帶動兩根研具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。</p><p>　　2.2.1 減速部分設(shè)計方案</p><p>　　由于電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速太高，故通過減速部件減速后，帶動飛輪（曲柄）轉(zhuǎn)動。第一級減速，選用帶傳動。因?yàn)閹鲃泳哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)。重要的是帶傳動具有過載保護(hù)功能。在機(jī)器的工作中出現(xiàn)意外過載或卡死時，發(fā)生打滑現(xiàn)象，從而起到很好的過載保護(hù)功能。很好地保護(hù)設(shè)備

32、和操作人員的安全。帶傳動減速后，通過一個二級齒輪減速器，將轉(zhuǎn)速降到工作速度。因?yàn)闆]有軸向載荷，可以直接選用結(jié)構(gòu)簡單、使用廣泛的展開式二級直齒圓柱齒輪減速器。盡可能地降低設(shè)備成本。傳動簡圖如圖2－2：</p><p>　　圖2-2 傳動簡圖</p><p>　　第 3 章 精加工工藝分析</p><p><b>　　3.1 工藝方案</b>&

33、lt;/p><p>　　3.1.1 精加工方式的選取</p><p>　　深孔精加工方法主要采用珩磨和研磨兩種方式。其中研磨加工優(yōu)點(diǎn)在于:可以通過磨粒切削金屬達(dá)到機(jī)械加工作用,并且還有化學(xué)作用磨?；旌弦夯蜓心ジ嗍构ぜ砻嫘纬裳鯄簩尤菀浊邢?。研磨時磨具和工件的相對運(yùn)動是很復(fù)雜的,因此,每一磨粒不會重復(fù)自己的運(yùn)動軌跡,這樣有可能均勻的切除工件表面的凸峰。研磨加工的基本原理是：通過界于工件與硬質(zhì)研

34、具間的研料或研磨液的流動，在工件和研磨劑之間產(chǎn)生機(jī)械磨擦或機(jī)械化學(xué)作用來去除微小加工余量。</p><p>　　珩磨加工的特點(diǎn)：珩磨頭開始磨削與工件接觸面積小，單位面積壓力大，珩磨頭與珩磨輪的磨粒有自勵性，故切削作用強(qiáng)烈，局部受力大，表面粗糙度可以Ra0.4— Ra3.2。</p><p>　　槍管精加工采用研磨的方式,研磨是一種最常用的光整加工和精密加工方法。在采用精密加工的定型研磨工具

35、的情況下，可以達(dá)到很高的尺寸精度和形狀精度。表面粗糙度可以Rz0.04— Rz0.4。多用于精密偶件、精密量規(guī)和精密量塊等的最終加工[8]。</p><p>　　3.1.2 研磨加工的特點(diǎn)</p><p>　　(1)所有研具均采用比工件材質(zhì)軟的材料制成，這些材料通常為鑄鐵、銅、青銅、巴氏合金、塑料及硬木等，有時也可以采用鋼。</p><p>　　(2)研磨加工不僅

36、具有磨粒切削金屬的機(jī)械加工作用，同時還有化學(xué)作用。研磨混合液或研磨膏使工件表面形成氧化層。使之易于被磨料所切除，因而大大加速了研磨過程的進(jìn)行。</p><p>　　(3)研磨時研具和工具的相對運(yùn)動是較復(fù)雜的，因此每一磨粒不會在工具表面上重復(fù)自己的運(yùn)動軌跡，這樣就有可能均勻地切除工件表面的凸峰。</p><p>　　(4)研磨可以獲得很高的尺寸精度和低表面粗糙度，也可以提高工具表面的宏觀形狀

37、精度，但不能提高工具表面間的位置精度[9]。</p><p>　　3. 2 研磨用具</p><p><b>　　3.2.1 研具</b></p><p>　　研磨工具的材料應(yīng)軟硬適當(dāng)，一般選用比工具材料軟且組織均勻的材料。制造研具的材料，最常用的是鑄鐵。因鑄鐵研具適用于加工各種材料的工件，能保證較好的研磨質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率，且研具制造容

38、易，成本也較低。銅、鋁等軟金屬研具較鑄鐵研具容易嵌入較大的磨料，因此，他們適用于切除較大余量的粗研加工。鑄鐵研具則適用于精研加工。</p><p><b>　　3.2.2 研磨劑</b></p><p>　　研磨劑是由磨料，研磨液及輔助料配成的混合物。</p><p><b>　　1. 磨料</b></p>

39、<p>　　按硬度可以分為硬磨料和軟磨料，常見以下幾種：</p><p>　　(1)金剛石粉（C）及碳化硼（B4C），主要用于硬質(zhì)合金的研磨加工。</p><p>　　(2)氧化鉻（Cr2O3）和氧化鐵（Fe2O3）是及細(xì)的磨料，主要用于表面粗糙度要求低的表面研磨加工。</p><p>　　(3)碳化硅（SiC）及氧化鋁（Al2O3）是一般常用的兩種磨

40、料。</p><p>　　研磨加工中，研磨液（油脂）對加工表面粗糙度和生產(chǎn)率的影響也是不可忽略的。加工中研磨液不僅要去調(diào)和磨料和潤滑冷卻的作用，而且在研磨過程中還要起化學(xué)作用，以加速研磨過程。目前，常用作研磨液的油脂主要有：變壓器油、凡士林油、錠子油、油酸和葵花子油等。</p><p><b>　　2. 研磨液</b></p><p>　　研

41、磨液主要起潤滑和冷卻作用，濕研時它是研磨體的載體，稀釋研磨劑，使微粒均勻的分布在研具的表面上。</p><p><b>　　3. 輔助材料</b></p><p>　　輔助材料是一種混合質(zhì)，在磨削過程中起吸附作用、潤滑作用和化學(xué)作用。最常見的輔助材料有硬脂酸油脂、脂肪酸、蜂蠟、硫化油和甘油酸等[10]。</p><p><b>　　

42、3.2.3 磨條</b></p><p>　　磨條的張開方式分為機(jī)械（一般用彈簧）和液壓（用液壓缸、活塞桿）兩種，為增加磨條長度，在磨頭上并列地裝上多個標(biāo)準(zhǔn)磨條。</p><p>　　3. 3 研磨工藝過程</p><p>　　對槍管進(jìn)行研磨是在進(jìn)行：調(diào)質(zhì)、高速絞擴(kuò)孔、冷擠壓以后進(jìn)行的。</p><p>　　3.3.1 磨料粒度

43、</p><p>　　磨料的粒度一般要根據(jù)所要求的表面粗糙度選擇，粒度越細(xì)，則加工后的表面粗糙度也就越低。粗研時，為了提高生產(chǎn)率，用較粗的磨粒，如W28—W40。精研時，用較細(xì)的磨粒，如W5—W28。鏡面研磨時，則用更細(xì)的粒度W1—W3.5。</p><p>　　3.3.2 研磨速度</p><p>　　研磨時的切削速度較低，這里取1.2m/s。</p>

44、<p>　　3.3.3 研磨余量</p><p>　　為了提高生產(chǎn)率和保證研磨質(zhì)量，研磨余量應(yīng)該盡量小，機(jī)械研磨速度也要小于15µm在這里我們?nèi)?0µm。</p><p>　　3.3.4 研磨壓強(qiáng)</p><p>　　研磨時所采用的壓強(qiáng)，在手工研磨時，主要靠操作者的感覺來確定。而用機(jī)械研磨時的研磨壓力，則要從手冊中查出范圍。<

45、/p><p>　　查得：q=1.2～2.8X105Pa</p><p>　　我們?nèi)?.5105Pa。</p><p>　　第 4 章 電動機(jī)的選擇</p><p>　　4.1 電動機(jī)的選擇原則</p><p>　　電動機(jī)按功能，電機(jī)分為發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和特殊用電機(jī)。常用電機(jī)為Y、Y2等系列電機(jī)。電動機(jī)分為直流電動機(jī)、交

46、流電動機(jī)和交直流兩用電動機(jī)。</p><p>　　選擇電動機(jī)的方法和步驟：</p><p>　　電動機(jī)是專門工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件。在設(shè)計中要根據(jù)工作機(jī)的工作特征，工作環(huán)境和工作綜合條件，選擇電機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量（功率）和轉(zhuǎn)速。并在產(chǎn)品目錄中選出具體的型號和尺寸。</p><p>　　選擇電機(jī)的原則是：在保證工作機(jī)正常工作，并具有一定過載保護(hù)能力的前提下，盡量選擇

47、容量較小，通用性較強(qiáng)，電能消耗低的型號。綜合考慮工作情況和經(jīng)濟(jì)性要求。</p><p>　　4.2 電動機(jī)的選擇</p><p>　　4.2.1 選擇電動機(jī)的類型 </p><p>　　按已知工作要求和條件，選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)。</p><p>　　4.2.2 選擇電動機(jī)容量</p>&l

48、t;p><b>　　研磨時，軸向力為：</b></p><p>　　POC=ρOCSq (4-1)</p><p>　　其中 ρoc—研磨軸向系數(shù)，查表得0.05～0.07，取0.05。</p><p>　　S—磨條工作面積，初步取研具長度為800mm。</p><p&

49、gt;<b>　　則mm2。</b></p><p>　　q—磨條對零件表面的單位壓力，取2.0×105Pa。</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　取軸向研磨平均速度為 1m/s，則加工功率為：<

50、/p><p><b>　　W</b></p><p>　　滑塊運(yùn)動速度V與曲柄轉(zhuǎn)角Ø和轉(zhuǎn)速ω之間有近似關(guān)系</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　其中 r—曲柄長度，取450m。</p><p>　　λ—曲柄長度和連桿長度之比，

51、</p><p>　　平均速度和角速度ω之間的關(guān)系為</p><p>　　取平均速度為則求出曲柄的旋轉(zhuǎn)角速度為：</p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　近似取ω=30r/min。</p><p>　　由速度曲線知，最大速度為：</p><p>

52、<b>　　m/s</b></p><p><b>　　所以，最大功率為</b></p><p>　　kw (4-3)</p><p>　　電動機(jī)的輸出功率計算：</p><p><b>　　帶傳動效率</b></p><p><b>

53、　　齒輪聯(lián)軸器傳動效率</b></p><p>　　二級直齒減速器傳動效率</p><p><b>　　滑動軸承傳動效率</b></p><p><b>　　故有 </b></p><p><b>　　kw</b></p><p>　

54、　由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)要安置飛輪調(diào)節(jié)速度波動，同時整個工作機(jī)對運(yùn)動軌跡的精度要求高，所以可以選用較大功率的電機(jī)。</p><p>　　4.2.3 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速</p><p>　　由前面計算得，曲柄轉(zhuǎn)速為:r/min</p><p>　　V帶傳動比范圍為，展開式二級圓柱齒輪傳動比范圍則總傳動比范圍為：。電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：。</p><p&

55、gt;　　綜合以上，從電動機(jī)產(chǎn)品列表中選擇電動機(jī)型號為：Y90L-4，其主要參數(shù)如下：</p><p>　　表4-1 電機(jī)參數(shù)列表</p><p>　　4.2.4 回轉(zhuǎn)運(yùn)動伺服電動機(jī)的選取</p><p><b>　　1. 運(yùn)動分析</b></p><p>　　根據(jù)第2章的方案論證，回轉(zhuǎn)運(yùn)動單獨(dú)驅(qū)動。為了提高效率，采用

56、電動機(jī)直接帶動研具回轉(zhuǎn)運(yùn)動，而不是采用傳統(tǒng)的電機(jī)—帶傳動—渦輪蝸桿傳動方案。</p><p><b>　　研具軸向力計算</b></p><p>　　圓周力： </p><p><b>　　(4-6)</b></p><p><b>　　其中： </b>&

57、lt;/p><p>　　—磨條工作面積。m2</p><p>　　—磨條對零件表面積的單位壓力，范圍為，這里取Pa。</p><p>　　——圓周力計算系數(shù)，列表如下：</p><p><b>　　表6-1 研磨參數(shù)</b></p><p><b>　　這里取0.3。 </b>&

58、lt;/p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　預(yù)計研具轉(zhuǎn)速為n=80~100r/min.</p><p><b>　　則圓周速度為</b></p><p><b>　　精加工

59、功率為: </b></p><p><b>　　(4-7)</b></p><p>　　2. 伺服電動機(jī)選擇</p><p>　　高的交流伺服電動機(jī),從列表中選擇電機(jī)為:SD系列交流伺服電動機(jī),其具體參數(shù)如下:</p><p>　　表 6-1 伺服電機(jī)參數(shù)</p><p>　　第 5

60、 章 機(jī)器傳動裝置的總體設(shè)計</p><p>　　5.1 各級傳動參數(shù)的確定</p><p>　　5.1.1 確定傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比 </p><p>　　傳動裝置的總傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速確定：</p><p><b>　　確定各級傳動比：</b></p>

61、<p>　　在多級傳動的傳動裝置中，其總傳動比為各級傳動比的連乘積，既：選用展開式二級直齒圓柱齒輪減速器，令V帶的傳動比有：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　對展開式二級直齒圓柱齒輪減速器，可取分別為高速級和低速級的傳動比， 取兩級傳動比關(guān)系為：。</p><p><b>　　故 </b

62、></p><p>　　5.1.2 計算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p><b>　　1. 軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　?、褫S r/min</b></p><p><b>　　Ⅱ軸 </b></p><p><b

63、>　?、筝S </b></p><p><b>　?、糨S </b></p><p><b>　　曲柄軸 </b></p><p>　　2. 各軸的輸入功率</p><p><b>　?、褫S </b></p><p><b>　

64、?、蜉S </b></p><p><b>　?、筝S </b></p><p><b>　?、糨S </b></p><p><b>　　曲柄軸 </b></p><p><b>　　3. 各軸扭矩</b></p><p>

65、;<b>　?、褫S N·m</b></p><p><b>　?、蜉S </b></p><p><b>　　Ⅲ軸 </b></p><p><b>　?、糨S </b></p><p><b>　　曲柄軸 </b&g

66、t;</p><p>　　將以上計算的運(yùn)動和動力參數(shù)列表如（表5-1）:</p><p>　　表5-1 各個軸的運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p><b>　　5.2 V帶傳動</b></p><p>　　5.2.1 帶傳動</p><p>　　帶傳動是最常用的一種機(jī)械傳動，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，傳

67、動平穩(wěn)，能緩沖吸振，能實(shí)現(xiàn)兩軸距離較遠(yuǎn)的傳動。帶傳動的類型可分為；V帶傳動、平帶傳動、同步帶傳動等。</p><p>　　5.2.2 V帶傳動</p><p><b>　　V帶傳動的設(shè)計計算</b></p><p>　　帶傳動主要依據(jù)是保證帶在工作中不打滑，并有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命。</p><p>　　1. 計

68、算功率Pca是根據(jù)傳遞的功率P，并考慮到載荷性質(zhì)和每天的工作時間長短等因素而綜合確定。</p><p>　　(5-1) </p><p>　　P——傳遞的功率（）；</p><p><b>　　——工作情況系數(shù)</b></p><p>　　考慮到載荷性質(zhì)和精加工機(jī)每天工作10小于小時，可據(jù)此計算功率<

69、;/p><p>　　查表8-6，得工況系數(shù)KA=1.3</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　Pc=1.3×1.5=1.95KW</p><p><b>　　2. 帶型的選擇</b></p><p>　　選擇帶型為普通V帶，Z型，根據(jù)計算功率

70、Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1選取。</p><p>　　3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d d1和 d d2</p><p>　　1) 初選帶輪基準(zhǔn)直徑d d1</p><p>　　根據(jù)V帶截型，取?。篸 d1=60mm。</p><p><b>　　則大帶輪基準(zhǔn)直徑</b></p><p><b>

71、;　　(5-2)</b></p><p><b>　　取mm</b></p><p>　　2) 驗(yàn)算V帶的速度V1</p><p>　　3）確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld</p><p>　　根據(jù) </p><p>　　初選a0=450mm。</p>

72、<p><b>　　計算所需基準(zhǔn)長度</b></p><p><b>　　(5-3)</b></p><p><b>　　選取。</b></p><p><b>　　則實(shí)際中心距為：</b></p><p><b>　　(5-4)<

73、;/b></p><p>　　4） 驗(yàn)算主動輪上的包角。</p><p>　　主動輪上的包角合適。</p><p><b>　　5） 確定帶的根數(shù)</b></p><p><b>　　（5-5）</b></p><p><b>　　由查表如下：</b&g

74、t;</p><p>　　——長度系數(shù)，[1]表8-8得</p><p>　　——單根V帶基本額定功率，Kw</p><p>　　——計入傳動比影響時單根V帶額定功率增量Kw</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　　取Z=2。</b>&l

75、t;/p><p><b>　　6）計算預(yù)緊力</b></p><p>　　單根V帶所需的預(yù)緊力為</p><p><b>　　(5-6)</b></p><p><b>　　其中: </b></p><p>　　q——傳動帶單位長度的質(zhì)量，由[1]表8-4

76、得 Kg/m。</p><p>　　7）計算作用在軸上的壓軸力Fp</p><p>　　8） 帶輪結(jié)構(gòu)尺寸確定</p><p>　　由電動機(jī)可知，輸出軸直徑d=24mm,長度E=50mm。故小帶輪軸孔直徑應(yīng)取，轂長應(yīng)小于,由表33.1-22查得小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪；</p><p>　　輪槽尺寸及輪寬查表33.1.20畫圖如下：如圖5-1。&l

77、t;/p><p><b>　　圖5-1 小帶輪</b></p><p><b>　　減速器設(shè)計</b></p><p>　　減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)距，以滿足工作需要。</p><p>　　5.3.1 選定齒輪類型 精度等級 材料及齒數(shù)</p>

78、<p>　　根據(jù)已確定的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　　槍管精加工機(jī)為一般工作機(jī)器，通過一級帶傳動減速，齒輪減速系統(tǒng)速度不高，選用7級精度（GB10095-88）。</p><p>　　材料選擇，由[1]表10-1選擇小齒輪材料40Gr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS。大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS。二者材料硬度差40HBS。</p>&

79、lt;p>　　選小齒輪齒數(shù)Z1=24，大齒輪齒數(shù)，取93。</p><p>　　5.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　由設(shè)計計算公式（10—9a）進(jìn)行試算則有：</p><p><b>　　(5-7)</b></p><p>　　確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　(

80、1) 試選載荷系數(shù)Kt=1.3</p><p>　　(2) 計算小齒輪轉(zhuǎn)距</p><p><b>　　。</b></p><p>　　由表10-7選取齒寬系數(shù)。</p><p>　　由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　由表10-21d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限

81、 ，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。</p><p>　　由表10-13，計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　　(5-8)</b></p><p>　　其中 </p><p>　　根據(jù)機(jī)器工作壽命15年，每年工作300天則：</p><p><b&

82、gt;　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　7) 由[1]表10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p><b>　　。</b></p><p>　　計算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)

83、60;s=1,則有</p><p><b>　　(5-9)</b></p><p>　　2. 幾何尺寸計算及運(yùn)動參數(shù)計算</p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑，帶入[]中較小的值</p><p><b>　　計算圓周速度V</b></p><p><b>　　

84、(5-10)</b></p><p><b>　　計算齒寬b</b></p><p><b>　　(5-11)</b></p><p>　　計算齒寬與齒高b/h</p><p>　　模數(shù) (5-12)</p><p><b>

85、;　　齒高 </b></p><p><b>　　比值 </b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　由V=1.07m/s,7級精度，由[1]表10-8查得動載荷系數(shù)KV=1.05，直齒輪，假設(shè)KAFt/b<100N/m，由[1]表10-3查得，由[1

86、]表10-2查得使用系數(shù)，由[1]表10-4查得7級精度小齒輪相對支承非對稱布置時</p><p><b>　　(5-13)</b></p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　由b/n=10.6687, 由[1]表10-13查得</p><p><b>　　故載

87、荷系數(shù)</b></p><p><b>　　(5-14)</b></p><p>　　按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p><b>　　由公式</b></p><p><b>　　(5-15)</b></p><p><

88、b>　　得:</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　計算模數(shù)m</b></p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)值m=2.0。</p><p>　　由于通常情況下，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，再考慮安全系數(shù)的因素，不需要

89、進(jìn)行齒根彎曲強(qiáng)度校核。</p><p>　　大齒輪齒數(shù)為112，小齒輪齒數(shù)為24這樣設(shè)計的齒輪即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免了浪費(fèi)。</p><p>　　3. 幾何尺寸計算</p><p>　　1) 計算分度圓直徑</p><p><b>　　中心距</b></p>

90、<p><b>　　計算齒輪寬度</b></p><p>　　我們?nèi)2=45mm，B1=50mm。</p><p>　　4. 計算齒數(shù)Z3，Z4</p><p>　　取相同模數(shù)m=1.9，令Z3=50，則。由齒數(shù)和模數(shù)可以算出</p><p><b>　　齒寬</b></p&

91、gt;<p>　　取 </p><p>　　B3=105mm，B4=95mm。</p><p>　　把各個齒輪的參數(shù)列表如下：</p><p><b>　　表5-2 齒輪參數(shù)</b></p><p>　　5.3.3 軸的設(shè)計</p><p>　　1. 試

92、算軸的最小直徑</p><p>　　軸Ⅱ傳遞的功率為1.44kw，材料為45鋼。由[1]表15-3查得A0取110，則</p><p><b>　　(5-16)</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　軸Ⅲ傳遞功率P=1.4KW,轉(zhuǎn)速n=81.2r/min。</p

93、><p><b>　　mm</b></p><p>　　可見，由于傳動的確功率很小，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算出的軸的最小直徑都很小。考慮到穩(wěn)定性要求和結(jié)構(gòu)需要，參考原機(jī)器尺寸，可對軸的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行適當(dāng)放大。</p><p>　　2. 軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　1）擬定以下零件的裝配方案。</p><

94、p>　　圖5-2 軸Ⅱ的裝配方案</p><p>　　2）為了滿足大帶輪的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需要設(shè)計出一個軸肩。故取Ⅱ-Ⅲ段直徑dⅡ-Ⅲ=34mm；左端用軸端擋圈定位，帶輪轂長40mm，取LⅠ-Ⅱ=38mm。</p><p>　　3）選擇滾動軸承。因軸承不承受軸向力作用，故可以選擇普通滾珠軸承，從產(chǎn)品列表中選取深溝球軸承尺寸系列中的6007號。基本尺寸為,故dⅢ-Ⅳ=dⅦ-

95、Ⅷ=45mm，L=20mm。根據(jù)軸承的定位需要，取dⅣ-Ⅴ=40mm。</p><p>　　4）由于齒輪Ⅰ的尺寸較小，作成齒輪軸形式，且LⅤ-Ⅵ=50mm。</p><p>　　5） 取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離a=15mm，考慮潤滑、干涉等因素，取LⅥ-Ⅶ=15mm，LⅣ-Ⅴ=150mm。</p><p>　　6）軸上零件的周向定位</p><p

96、>　　齒輪、帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。根據(jù)LⅠ-Ⅱ段ф35，按手冊查得平鍵截面取(GB/1095-1990)。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度取25mm。為保證帶輪與軸配合有良好的對中性，故選擇帶輪輪轂與軸配合為H7/h6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來實(shí)現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p><b>　　圓角和倒角尺寸</b></p><p&g

97、t;　　參考[1]表15-2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑如圖所示。</p><p>　　同樣步驟確定軸Ⅲ，軸Ⅳ的結(jié)構(gòu)。如圖</p><p>　　圖5-3 軸Ⅲ裝配方案</p><p>　　圖5-4 軸Ⅳ裝配方案</p><p>　　5.3.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度校核</p><p>　　1. 做出軸的計算

98、簡力圖</p><p>　　圖5-5 軸的簡力圖</p><p>　　2. 分別作出V H面的彎矩圖</p><p><b>　　其中，，。</b></p><p><b>　　列靜力學(xué)方程</b></p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)，計算得：</b&g

99、t;</p><p><b>　　V面彎矩圖為：</b></p><p>　　，407.2N， 。</p><p><b>　　列靜力學(xué)方程</b></p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)，計算得：</b></p><p><b>　　H面彎矩圖

100、為：</b></p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p><b>　　(5-17)</b></p><p><b>　　計算總彎矩為：</b></p><p>　　3. 軸的扭矩圖為</p><p><b>　

101、　1) 校核軸的強(qiáng)度</b></p><p>　　已知軸的彎矩和扭矩后，可判斷出危險截面為Ⅱ和Ⅲ，做彎扭合成強(qiáng)度校核，按第三強(qiáng)度理論計算應(yīng)力：</p><p>　　這里有彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)應(yīng)力，而由扭矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力則不是對稱循環(huán)應(yīng)力?？紤]到兩者循環(huán)特征不同的影響，引入循環(huán)系數(shù)，則計算應(yīng)力為：</p><p><b>　?。?-18）

102、 </b></p><p><b>　　取0.3</b></p><p><b>　　在Ⅱ截面處</b></p><p>　　遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力[]，滿足要求。</p><p><b>　　在截面Ⅲ處</b></p><p><b>　

103、　帶入公式有：</b></p><p>　　可見截面Ⅲ處也同樣滿足強(qiáng)度要求[11]。</p><p>　　5.3.5 帶輪和齒輪的確切尺寸</p><p>　　表5-3 帶輪和齒輪尺寸</p><p>　　5.3.6 減速器潤滑與密封</p><p>　　1. 齒輪傳動的潤滑</p>

104、<p>　　因?yàn)辇X輪轉(zhuǎn)速適中，宜采用浸油潤滑，即將齒輪浸入油中。當(dāng)傳動件回轉(zhuǎn)時，粘在上面的油液被帶至嚙合面進(jìn)行潤滑，同時油池中的油也被甩上箱壁，借以散熱。為保證齒輪與齒輪嚙合的充分潤滑，控制攪油的功耗損失和發(fā)熱量，傳動件浸入油中深度不宜過淺或過深[12]。</p><p><b>　　齒輪的圓周速度為：</b></p><p>　　取齒輪半徑，即mm。為了

105、避免大齒輪回轉(zhuǎn)時，將油池底部的沉積物攪起，大齒輪頂圓到油池底面的距離不應(yīng)小于30~50mm，這里取40mm。</p><p>　　2. 滾動軸承的潤滑</p><p><b>　　齒輪Ⅱ的圓周速度為</b></p><p>　　速度過小，不能采用飛濺潤滑的方法。因?yàn)檫@種速度不足以使飛濺的油液形成油霧而直接濺入軸承室。為了可靠起見，在箱座結(jié)合面

106、上制出輸油溝，讓濺到箱蓋內(nèi)壁上的油匯集在油溝內(nèi)，而后流入軸承進(jìn)行潤滑[13]。</p><p><b>　　(1)密封</b></p><p>　　潤滑的主要目的是減少摩擦與磨損，而密封的目的是防止外部灰塵、水份等進(jìn)入軸承，也防止?jié)櫥瑒┝魇А?lt;/p><p>　　1）機(jī)蓋與機(jī)座間的密封</p><p>　　為了保證機(jī)蓋與

107、機(jī)座連接處的密封可靠，應(yīng)使連接處凸緣有足夠的寬度，聯(lián)結(jié)表面應(yīng)精刨，其表面粗糙度不大于Ra6.3，凸緣聯(lián)結(jié)螺栓之間的距離一般為150-200mm，且均布布置，以保證剖分面的密封性。</p><p>　　2)軸承與機(jī)座間的密封</p><p>　　滾動軸承密封方法的選擇與潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度等有關(guān)，這里采用接觸式密封。</p><p>　　5.

108、3.7 減速器附件設(shè)計</p><p>　　1. 檢查孔與檢查孔蓋</p><p>　　為檢查傳動件的嚙合情況，接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙和向內(nèi)傾注潤滑油，在傳動件嚙合區(qū)上方的箱蓋上開設(shè)檢查孔。檢查孔應(yīng)有足夠的大小，以便手能伸入進(jìn)行操作。為此，方形檢查孔確定為：長×寬=100mm×60mm檢查孔應(yīng)設(shè)有蓋板密閉，蓋板用螺釘固定在箱蓋上，與蓋板接觸的箱蓋頂面應(yīng)加工，故留有3-5mm

109、高的凸臺，在蓋板與凸臺間放置密封墊片，以防滲漏。</p><p><b>　　2．通氣孔</b></p><p>　　減速器工作時，箱體溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，對減速器各接縫間的密封很不利。故在箱蓋頂部或檢查孔上裝有通氣孔。使減速器內(nèi)熱膨脹的氣體能自由溢出，保持箱體內(nèi)壓力正常。從而保證減速器各部接觸縫面的密封性能。其結(jié)構(gòu)形式如圖。</p><

110、p><b>　　3．油塞</b></p><p>　　為了換油及清洗箱體內(nèi)排出的油污，在箱體底部最低位置設(shè)有排油孔。通常設(shè)置一個，必要時要設(shè)置兩個。排油孔平時用油塞及封油圈堵住，以防止漏油，并且安裝油塞處，箱體排油孔外側(cè)應(yīng)有3-5mm的凸起部分，以利于加工。確定結(jié)構(gòu)形式如下：</p><p>　　圖5-7 油塞結(jié)構(gòu)圖</p><p>&

111、lt;b>　　4．油標(biāo)</b></p><p>　　前面選擇用浸油潤滑傳動件，為了加注潤滑油或使用過程中能方便檢查箱體內(nèi)油面的高度，以確保箱內(nèi)的油量適度，在減速器箱體的適當(dāng)位置應(yīng)裝有油標(biāo)。這里用結(jié)構(gòu)簡單，使用廣泛的帶螺紋油標(biāo)。油標(biāo)尺上的油面刻度按靜止與運(yùn)轉(zhuǎn)兩種情況決定[14]。</p><p>　　5.4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　曲

112、柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝方便，且工作穩(wěn)定，性能可靠，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械傳動裝置中。</p><p>　　5.4.1 運(yùn)動分析</p><p>　　在第二章的運(yùn)動分析中已經(jīng)確定曲柄和連桿的長度，分別為R=450mm，L=1350mm。現(xiàn)在分析研究滑塊的運(yùn)動特征。</p><p>　　圖5-8 運(yùn)動分析圖</p><p>　　曲柄轉(zhuǎn)角，角

113、速度，分析滑塊的運(yùn)動過程。不失一般性，連桿上任一點(diǎn)P建立如圖坐標(biāo)系。</p><p>　　和均為時間t的函數(shù)，由三角形幾何關(guān)系可知</p><p><b>　　由5-11可以求出</b></p><p>　　將上式帶入5-9、5-10，可得P點(diǎn)運(yùn)動方程：</p><p>　　當(dāng)l=L時，P點(diǎn)即與滑塊上B點(diǎn)重合，其運(yùn)動方程

114、為：</p><p>　　將滑塊的運(yùn)動方程對時間求一階導(dǎo)數(shù)，，可得滑塊速度</p><p>　　將上式對時間再求一階導(dǎo)，可得B點(diǎn)的加速度：</p><p>　　滑塊運(yùn)動的精確方程太過復(fù)雜，在應(yīng)用時選用了下面的近似公式：</p><p><b>　　位移 </b></p><p><

115、b>　　速度 </b></p><p><b>　　加速度 </b></p><p>　　其中： R——曲柄長度，取450mm 。</p><p>　?。獭B桿長度，取1350mm。</p><p>　　——曲柄轉(zhuǎn)角，單位：rad。</p><p&

116、gt;　　——曲柄角速度，定值3.1399rad/s。</p><p>　　——曲柄長與連桿長之比，。</p><p>　　5.4.2 力分析</p><p>　　首先分析連桿的受力情況：</p><p>　　圖5-9 連桿受力圖</p><p>　　不考慮曲柄滑塊的自重，不考慮導(dǎo)軌與滑塊間的摩擦，建立最簡單的

117、力學(xué)模型（如圖5-9）。我們假設(shè)研磨加工時的軸向阻力不變，因此可以認(rèn)為滑塊所受外力大小不變。由前面的研磨工藝分析已得每根研具所受的軸向阻力大小為</p><p><b>　　Ff=702.5N</b></p><p>　　正常工作時，滑塊上安裝兩根研具。滑塊所受總阻力大小為：</p><p>　　沿連桿方向的分力為：</p>&l

118、t;p>　　利用關(guān)系式將其化為曲柄轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系：</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　分析曲柄所受的阻力矩</p><p>　　圖5-10 曲柄受力圖</p><p><b>　　對Ｏ點(diǎn)之矩為：</b></p><p><b&

119、gt;　　由以上三式得：</b></p><p>　　5.4.3 連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　由前面的力分析可知，連桿所受軸向力最大為，曲柄所受最大阻力矩為。數(shù)值都比較小。這是因?yàn)樵诜治鲇嬎銜r，未考慮機(jī)構(gòu)本身存在的摩擦力和本身的重力，特別是滑塊及安裝在上面的伺服電機(jī)的重力。實(shí)際上連桿所受軸向力要大得多，預(yù)計取。</p><p>　　連桿的簡單力學(xué)

120、模型為兩端受軸向力的二力桿。因此，連桿的主要失效形式為穩(wěn)定失效。為增加連桿的穩(wěn)定性，連桿截面設(shè)計成工字型截面。參考原機(jī)的尺寸，初步確定工字型截面尺寸[15]。如圖：</p><p>　　圖5-11 連桿結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　然后進(jìn)行連桿受壓力的穩(wěn)定性校核：</p><p>　　連桿選用45鋼，，，。長度，最大壓力。選定穩(wěn)定性安全系數(shù)為。</p>

121、;<p>　　由[1]公式14.8，有壓桿柔度公式</p><p>　　因?yàn)檫B桿簡化為兩端鉸支桿，。工字型截面的慣性矩為：</p><p><b>　　截面積：</b></p><p><b>　　連桿的柔度為：</b></p><p>　　所以，不能用歐拉公式[16]計算臨界壓力。如

122、果用直線公式，由表14.2查得優(yōu)質(zhì)碳鋼的a和b分別是：a=461MPa， b=2.568MPa。由公式14.11</p><p>　　可見，連桿的柔度界于和之間（<<）,為中等柔度牙桿。由直線公式求出臨界應(yīng)力為：</p><p><b>　　臨界壓力為</b></p><p><b>　　連桿工作安全系數(shù)為</b&g

123、t;</p><p><b>　　符合穩(wěn)定性要求。</b></p><p>　　5.4.4 飛輪的設(shè)計 </p><p>　　1. 飛輪作用原理</p><p>　　作用在機(jī)械上的驅(qū)動力矩和阻力矩，在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，往往是原動件轉(zhuǎn)角的周期性函數(shù)。其等效力矩和也必然是等效構(gòu)件轉(zhuǎn)角的周期性函數(shù)。但是經(jīng)過等效力與等效轉(zhuǎn)動慣

124、量變化的一個公共周期，機(jī)械的動能又恢復(fù)到原來的值。因而等效構(gòu)件的角速度也將恢復(fù)到原來的數(shù)值。由此等效構(gòu)件的角速度在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)過程中將呈現(xiàn)周期性波動。這種波動對機(jī)械的工作是不利的。不僅將影響機(jī)械的工作質(zhì)量，而且會影響到機(jī)械的效率和壽命。必須設(shè)法加以控制和調(diào)節(jié)。將其限制在許可的范圍之內(nèi)。</p><p>　　忽略等效轉(zhuǎn)動慣量中的變量部分，即設(shè)機(jī)械的等效轉(zhuǎn)動慣量。則當(dāng)時，。當(dāng)時，。</p><p>

125、;<b>　　最大盈虧功為</b></p><p>　　則 </p><p>　　對于機(jī)械系統(tǒng)原來所具有的等效轉(zhuǎn)動慣量來說，等效構(gòu)件速度不均勻系數(shù)將為：</p><p><b>　　(5-19)</b></p><p>　　當(dāng)速度不均勻系數(shù)不滿足條件</p><

126、p>　　時，則在正定的最大盈虧功之下，應(yīng)在等效構(gòu)件上添加一個轉(zhuǎn)動慣量為的飛輪。且</p><p><b>　　(5-20)</b></p><p>　　可見只要足夠大，就可以滿足條件式的要求。達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)械周期性速度波動的目的。</p><p>　　2. 飛輪轉(zhuǎn)動慣量的近似計算</p><p>　　由（5-21）、

127、（5-22）兩式可以推導(dǎo)出飛輪的等效轉(zhuǎn)動慣量的計算式為</p><p>　　如果則忽略不計。于是</p><p>　　用平均轉(zhuǎn)速代替，則有</p><p>　　可見，飛輪本質(zhì)上就是一個能量儲存器。它可以用動能的形式把能量儲存或釋放出來。</p><p>　　3. 飛輪尺寸計算</p><p>　　飛輪轉(zhuǎn)速控制在，所以

128、取。參考同類機(jī)型的飛輪設(shè)計以及原機(jī)的設(shè)計文件，取。</p><p>　　由公式（5-25）得：</p><p>　　設(shè)為輪緣重量，、和分別為輪緣的外徑、內(nèi)徑與平均直徑，則輪緣轉(zhuǎn)動慣量近似為</p><p><b>　　(5-21)</b></p><p>　　或

129、 </p><p>　　由結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，取。</p><p>　　則 </p><p>　　于是 </p><p><b>　　取</b></p><p>　　第6章 滑塊和導(dǎo)軌設(shè)計</p><p>　

130、　6.1 滑塊與導(dǎo)軌</p><p>　　滑塊與導(dǎo)軌的設(shè)計配合精度直接影響槍管的加工精度。導(dǎo)軌設(shè)計成豎直放置,運(yùn)動部件上下運(yùn)動,因此導(dǎo)軌不承受重量,所以對鋼度和承載能力要求較低，對導(dǎo)軌的精度有更高的要求。</p><p><b>　　1.導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　采用鑲嵌式設(shè)計導(dǎo)軌，滑塊在豎直方向做往復(fù)直線運(yùn)動，部件只能沿直