毕业论文-M250手动平面磨床工作台纵横向进给机
III
Abstract
Title:The
improvement
design
of
M250
manual
surface
grinding
machine
work
table
horizontal
feed
system
and
vertical
feed
system
Abstract
Manual
surface
grinder
is
a
traditional
machine
tool
product.
It
is
suitable
grinding
for
small
and
medium-sized
abrasive,electronic
components
and
various
small
parts,particularly
suitable
for
small
factories,family
workshops.
The
manual
surface
grinder
has
a
large
application
field.
Along
with
our
country
machine
equipments,car
industry
etc.
profession
of
fast
development,also
along
with
our
country
automation
technique
of
exaltation,automation
factory
also
top
a
new
of
step,the
PLC
be
one
newly
arisen
of
industry
controller,with
its
physical
volume
small,the
function
be
well-found,the
price
be
cheap,credibility
Gao
Deng3,have
a
special
advantage,at
the
everyone
noodles
realm
acquire
extensive
of
application.In
the
meantime,we
process
an
equipments
to
the
bearings,particularly
is
a
Gao
accuracy,high-efficiency,the
Gao
credibility
of
the
bearings
grinding
machine
s
demand
be
very
huge.Bearings,Be
the
foundation
piece
of
machine
industry,it
process
the
importance
of
equipments
very
outstanding.
With
the
development
of
modern
technology,machinery
manufacturing
industry
is
facing
a
high-speed,high
precision
and
other
new
challenges,high-speed
high
precision
feed
system
as
the
key
to
one
of
the
CNC
lathe.Machinebed,as
the
main
supporting
pieces
of
the
bed
is
essential,and
its
structure
will
affect
the
performance
of
the
machine
performance.
The
rationality
of
its
structure
and
performance
of
a
direct
impact
on
manufacturing
cost
CNC
lathe;
influence
lathe
parts
and
precision
of
the
relative
position
between
the
work
of
all
moving
parts
in
relative
motion
trajectory
accuracy.
Stiffness
of
the
feed
system
is
low,large
inertia,it
is
difficult
to
obtain
high
feed
speed
and
high
acceleration,high
speed
precision
CNC
lathe
to
improve
positioning
accuracy
and
driving
accuracy,in
addition
to
the
design,select
the
feed
system
components,accurate
calculation
of
its
strength,stability
And
driving
torque,but
also
the
stiffness
of
the
feed
system
reasonably
designed
to
reduce
the
loss
of
momentum
caused
by
stiffness
in
order
to
ensure
processing
accuracy.
This
text
introduction
the
improvement
design
of
M250
manual
surface
grinding
machine
work
table
horizontal
feed
system
and
vertical
feed
system
The
manual
surface
grinder
generally
adopts
the
screw.
In
order
to
improve
machining
accuracy
of
surface,my
task
is
improving
the
feed
system
of
M250
manual
surface
grinder,using
the
ball
screw.
And
the
grinder
can
finish
manual
feed
and
automatic
feed.
Horizontal
feed
system
can
achieve
continuous
alternate
motion.
Vertical
feed
system
can
achieve
manual,intermittent
and
consecutive
three
methods
of
motion.
And
a
micro
feed
system
also
is
designed.
The
micro
feed
system
can
work
through
arc—contact
worm
by
the
lever
control.
The
every
switch
of
the
lever
can
control
the
ball
screw
to
move
0.1
mm.
The
machine
can
meet
the
greater
range
of
processing.
Key
words:manual
surface
grinder;horizontal
feed
system;vertical
feed
system;micro
feed
system;ball
screw
目
录
目
录
摘
要I
AbstractII
第1章
绪论1
1.1
磨床概述1
1.1.1磨床定义及其分类1
1.1.2磨床的主要发展趋势2
1.2
平面磨床分类及其特点2
1.2.1平面磨床分类及其特点2
1.2.2手动平面磨床的国内外发展状况3
1.3
本次设计的主要内容6
1.4
本章小结7
第2章
手动平面磨床的总体设计8
2.1
设计方案8
2.1.1设计方案一8
2.1.2设计方案二8
2.1.4设计方案对比9
2.1.4设计改进9
2.2
进给系统的组成10
2.2.1机动进给装置10
2.2.2手动进给装置10
2.3
本章小结11
第3章
进给机构设计计算12
3.1
纵向进给机构的设计计算12
3.1.1切削力的计算12
3.1.2滚珠丝杠的设计与计算14
3.1.3轴承的选择18
3.1.4电动机的选择19
3.1.5减速机构的设计与计算20
3.1.6手动传动装置的设计与计算24
3.2
横向进给机构的设计计算26
3.2.1切削力的计算26
3.2.2滚珠丝杠的计算27
3.2.3轴承的选择28
3.2.4电动机的选择29
3.2.5减速机构的设计与计算30
3.2.6手动进给装置的设计与计算33
3.3
本章小结36
第4章
其他零部件的选取37
4.1
导轨的选取37
4.2
离合器的选取39
4.3供油装置的选择41
4.3.1润滑油过滤装置与过滤元件的选择42
4.3.2油泵的选择43
4.3.3轴承的用油问题43
4.4
本章小结44
结
论45
致
谢46
参考文献48
V
第1章
绪论
第1章
绪论
1.1
磨床概述
1.1.1磨床定义及其分类
1.磨床定义
用磨料和磨具(砂轮、砂带、油石等)对工件表面进行切削加工的机床统称为磨床[1]。
磨床是现代精密机械加工中不可缺少的金属切削机床之一。随着科学技术的高速发展,我国的磨床拥有量有了大幅度地增加,但因为役龄较长,磨损严重磨削精度下降;有些磨床结构陈旧,技术性能落后,其中很大一部分已远远不能适应产品更新换代的工艺要求。为了改善旧磨床的技术不良状况,已有很多单位采用新技术、新工艺新材料、新结构对这些陈旧磨床进行精化与改造,或者提高了零件的磨削精度和表面光洁度,或提高了生产率,或降低了能源消耗,或减少了环境污染,收到了良好的技术经济效果。
磨床加工材料范围广泛,但主要用于磨削淬硬钢和各种难加工材料。磨床可用于磨削内、外圆柱面和圆锥面,平面,螺旋面,花键、齿轮、导轨、刀具及各种成形面等,应用范围非常广泛。磨床一般用于精加工,但也可将毛坯直接磨成成品。
2.磨床的分类
磨床的品种很多,约占全部金属切削机床的1/3。磨床在机床总数中所占比重达。
磨床的主要类型有外圆磨床、内圆磨床、坐标磨床、平面及端面磨床、工具磨床、刀具刃磨机床、导轨磨床、和各种专门化磨床(如曲轴磨床、凸轮轴磨床、轧辊磨床等),还有砂带磨床、珩磨机,抛光机、研磨机、超精加工机、超精研抛机床,各种轴承磨床和专用磨床[2]。
M250手动平面磨床主要用砂轮周边磨削工件的平面、台阶面、相邻的垂直面和沟槽。采用特殊的砂轮修整器和工艺设备可以加工曲面和成型表面。根据工件结构形状的不同和尺寸,工件可以放在高强力永磁吸盘磨削,也可紧固在工作台面上磨削。工作台采用十字移动式布局,改进了磨床传统的移动结构。磨具为套筒式,砂轮主轴采用滚动轴承结构。工作台滑动副采用双V导除砂轮主轴有电机驱动外,其余部份如工作台的往复运动,横向和垂直进给机构均为手动操纵。本机床的润滑系统采用YSB50型的手压泵,将油送至各油路,结构合理,密封严密,不会发生漏油现象,外观干净,场地清洁。本机床结构简单,外观轻巧,节约能源,维修方便,特别适合模具造业,修理车间和小型企业。
1.1.2磨床的主要发展趋势
数控磨床品种越来越多,在数控磨床的基础上发展各种磨削功能复合化的磨削中心[3]。
适应广泛采用CBN砂轮的要求,磨床向高速高刚度方向发展。
适应高速磨削,超高速磨削、缓进给强力磨削,高速深切磨削的磨床品种越来越多。
1.2
平面磨床分类及其特点
1.2.1平面磨床分类及其特点
1.平面磨床分类
平面磨床的砂轮主轴有卧轴和立轴之分。卧轴平面磨床多为周边磨削;立轴平面磨床多为端面磨削。周边磨削的效率比较低,但加工的表面粗糙度较低和尺寸精度比较高;端面磨削砂轮直径大,常能磨削工件全宽,因是面接触效率比较高,但冷却困难,切屑不易排出,加工精度较周边磨削差,一般用于粗磨[4]。
安装工件的工作台分为往复运动的矩形工作台和作旋转运动圆形工作台两种。圆形工作台平面磨床是连续进给,不需要换向生产效率高一些,适用于磨小型零件的大直径环形面,不能磨长零件;而矩形工作台平面磨床,需要换向,但可磨削的零件范围宽[5]。
根据工作台的形状和砂轮主轴布置方式不同组合可把普通平面磨床分为:卧轴矩台式、立轴矩台式、立轴圆台式、卧轴圆台式[6]。
平面磨床中,应用较多的是卧轴矩台式平面磨床[7]。
卧轴矩台型平面磨床如以实现横向运动的方式来区分,可分为三大类[8]:
(1)工作台移动型卧轴矩台型平面磨床。
(2)立柱移动型卧轴矩台平面磨床。
(3)磨头移动型卧轴矩台平面磨床。
2.不同类型平面磨床特点
表1-1
不同类型机床特性对比
工作台移动型
立柱移动型
磨头移动型
横向精度
高
低
结构复杂性
复杂
简单
制造成本
高
低
1.2.2手动平面磨床的国内外发展状况
手动平面磨床的发展历史悠久,可追溯到一百多年以前。成立于1833年的美国Brown精磨时可取,为砂轮宽度,是指工件每转或每一个工作行程时砂轮的轴向位移量。
因此
磨轮宽度B=63
砂轮直径=500
进给吃刀量
磨削吃刀量
砂轮线速度
(3-1)
根据已知砂轮转速
所以
工件速度
(3-2)
L—工作台行程长度
—工作台往复频率
所以
表3-1
切削用量
磨
轮
宽度
进给吃刀
量
砂
轮
线速度
砂
轮
直径
磨
削
吃刀量
工
件
速度
63
12
74.57
500
0.01
10.6
2.切削力的计算
选取工件材料为淬火钢
由《机械工程手册》查得公式
(3-3)
(3-4)
其中,——磨削吃刀量,取,——砂轮线速度,由计算得,——工件速度,由计算得,由《机械工程手册》表1.2—9查得
将上述参数带入式(3-3)解得磨削力
知背向吃刀力:
3.
磨削功率
由《机械工程手册》查得磨削功率公式
(3-5)
其中:——磨削力,由计算得,——砂轮线速度,
由公式(3-5)计算得
3.1.2滚珠丝杠的设计与计算
1.滚珠丝杠副设计和使用注意事项
主要尺寸参数的选择应根据机床使用要求全面综合考虑,因为丝杠副的公称直径、基本导程、预紧力、负载滚珠的有效圈数与丝杠的寿命、位移精度、刚度、驱动力矩等有密切关系。如果某一项特性不能满足时,可以重新选择丝杠直径、导程、有效圈数等,直到完全满足[22]。
为使滚珠丝杠受力均匀,提高耐用度和精度保持性,螺母不应受径向力和倾覆力矩,并应尽量使作用在螺母上的轴向合力通过丝杠轴心。
以螺母外圆柱面和凸缘面为安装基面,螺母安装直径和座孔的配合为
,应保持螺母座孔与丝杠支撑轴承孔同心且螺母座孔端面与轴心线垂直。
设计单螺母的滚珠丝杠副时,应使丝杠和螺母同时受拉应力压应力,而不要一个受拉一个受压,以使滚珠受力均匀。
如果丝杠不转,螺母旋转,则应将螺母和齿轮安装在套筒上,套筒由轴承支撑以承受轴向和径向力,这就可以避免螺母承受径向载荷[23]。
如果要使滚珠丝杠和螺母分开,可在丝杠轴径上套一个辅助套筒,套的外径略小于丝杠螺纹滚道的前径,这样在拧出螺母时,滚珠不致失落。
支撑滚珠丝杠轴的两轴承座孔与滚珠螺母座孔应保证同轴。同轴度公差建议取6—7级或高于6级。螺母座轴线与导轨面轴线要保证平行,平行度公差可取为,当插管式滚珠丝杠副水平安装时,应将螺母上的插管,置于滚珠丝杠副轴线的下方。这样的安装方式可使滚珠易于进入插管,滚珠丝杠副的摩擦力矩较小。
要注意螺母座、轴承座及其紧固螺钉的设计保证有足够的刚度。
有恒温要求的高精度滚珠丝杠可将丝杠轴做成中空,通过恒温油,以降低丝杠轴的温升。
为了减少滚珠之间的相互摩擦可以采用间隔滚珠或在闭合回路内减少几个滚珠的方法,采用间隔滚珠时,间隔滚珠的直径比负载滚珠小数,可消除滚珠之间的摩擦,对提高滚珠丝杠副的灵敏度有非常明显的效果。但负载滚珠数只剩了一半,因此刚度和承载能力也都相应降低[24]。
滚珠丝杠副的承载能力用额定负载荷表示,其定义、计算和选用方法与滚动轴承基本相同。一般根据额定动载荷选用滚珠丝杠副,只有当时按额定静载荷选用。对于细长承受压缩的滚珠丝杠副需作压杆稳定性计算,对转速高、支撑跨距大的滚珠丝杠副作临界转速的校核,对精度要求高的传动进行刚度验算,转动惯量校核,对闭环控制系统还要进行谐振频率的验算。
2.丝杠的导程和转速
由额定寿命公式
(3-6)
其中
、——修正后的额定寿命
——额定轴向动负荷
——丝杠的轴向当量负荷
——丝杠的当量转速
——温度系数
——硬度系数,常取
——精度系数
——负荷性质系数
——可靠性系数
知
(3-7)
由《实用机床设计手册》查得(取机床精度为5级),,,,
初选电动机型号为Y90S—4型异步电动机,额定转速,取使用时最高转速为,电动机与丝杠通过减速器连接。工作台最大进给速度,故丝杠导程应为。丝杠转速:磨削时取
,快速移动时取。
由《实用机床设计手册》查得丝杠所受总的轴向力由公式
(3-8)
式中
——载荷系数,取
——摩擦系数,取
——工作台重量,设工作台重量为
将参数带入公式(3-8)得
所以,
初选丝杠为内循环浮动反向器双螺母垫片预紧滚珠丝杠
,
5列,型号为FFZD4010,额定动负载,大于算出的值。预紧力,大于最大轴向载荷的,这种丝杠可用[25]。
3.丝杠螺纹部分长度
等于工作台最大行程加螺母长度加两端余程
支撑跨距
应略大于,取为
4.临界转速
(3-9)
式中
—丝杠支撑方式系数,查《实用机床设计手册》表3.7—37
—临界转速计算长度,查《实用机床设计手册》表3.7—37
查《实用机床设计手册》表3.7—37
(两端固定)
两端固定,丝杠一般不会受压,故不需进行压杆稳定性验算
5.预拉伸计算
(1)温升引起的伸长量
设温升为,则螺纹部分伸长量为
(3-10)
丝杠全长的伸长量为:
,为此,丝杠的目标行程可定为比公称行程小。丝杠在安装时,进行预拉伸,伸长量为。
(2)预拉伸力
根据学欧拉公式:
(3-11)
6.润滑、防护和密封
润滑滚珠丝杠必须润滑。滚珠轴承用的各种润滑剂原则上都可用。主轴用的各种润滑剂和润滑方式都可用于紧密滚珠丝杠。一般情况下采用锂基润滑脂,高速和需要严格控制温升时,可用汽轮机油,循环润滑或喷雾润滑。
防护和密封
丝杠防护套有伸缩套管式、折叠套管式和螺旋钢带保护套。后者有专业厂生产,应用较大。
3.1.3轴承的选择
根据《实用机床设计手册》表3.7—46
轴承型号采用7603030TVP
mm
mm
mm
动负载,预负荷
表3-2
轴承参数
型号
(mm)
(mm)
(mm)
动负载()
预负荷()
7603030TVP
30
72
19
34500
4300
1.预负荷
轴承的预负荷不应小于轴承最大载荷的,丝杠两端固定,故轴承的最大载荷等于拉伸力加最大外载荷的一半。
,故符合要求。
2.疲劳寿命计算
轴承要求的动负荷可按公式计算
(3-12)
考虑到机床特点,上式中系数、、、均取1,进给力的方向是可变的轴承负荷可能是,也可能是。
两者机会均等,故取其平均值,当量转速,故,如寿命为1500,则,,可以看出所以轴承可用。
3.1.4电动机的选择
纵向进给运动实现的是工作台的纵向往复运动,它连续运行,负载平衡,对于启动制动没有特殊要求,所以优先选用三相异步电动机。并且采用变频调速方式[26]。
初选电动机型号为Y90S—4型异步电动机。其主要参数:额定功率为,效率,额定电流,功率因数,额定转矩,额定转速,转动惯量。
3.1.5减速机构的设计与计算
1.基本尺寸的计算
材料的选择
选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。传动比
取小齿轮齿数
。
模数
齿高
2.强度校核计算
齿根危险截面的弯曲强度条件
(3-13)
式中,——圆周力,,单位为。
——载荷系数,,
——齿形系数,可由《机械设计使用手册》查得
——应力校正系数
齿面接触疲劳强度计算
(3-14)
式中,——弹性影响系数,单位为
——传动比
——齿轮的许用应力
(3-15)
式中,——寿命系数
——齿轮的疲劳极限
——疲劳强度安全系数
(1)按齿轮接触疲劳强度校核
按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
大齿轮的接触疲劳强度极限
计算循环次数
(3-16)
式中,——齿轮转速,单位为
——齿轮每转一圈时,同一齿面啮合的次数
——齿轮的工作寿命,单位
由公式(3—16)计算得
由《机械设计使用手册》查得,接触疲劳寿命系数
计算接触疲劳许用应力
取失效概率为10%,安全系数
(3-17)
取弹性模量
由电动机的参数知
由上述计算得齿轮的分度圆直径为
为了使机床结构紧凑,且金属切削机床的齿轮传动,若传递的功率不大时可小到0.2所以,取齿宽系数
由公式计算得
由《机械设计使用手册》查得,使用系数
根据,7级精度
查得动载荷系数
假设,由《机械设计使用手册》查得
由表10-4,7级精度小齿轮相对支撑非对称布置
查得
所以,齿面接触疲劳强度满足要求。
(2)按齿根弯曲强度校核
由《机械设计使用手册》查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
由图10—18查得弯曲疲劳寿命系数
计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数,
(3-18)
由,查得
计算载荷系数
查取齿形系数
由表10-5查得
查取应力校正系数
由表10-5查得
齿根弯曲强度校核
由公式(3-13)
得
所以,满足齿根弯曲强度条件。
3.转动惯量的计算
(1)齿轮转动惯量计算
(3-19)
其中,——齿轮分度圆直径,
——齿厚
(2)丝杠转动惯量计算
(3-20)
其中,——丝杠直径
——丝杠长度
(3)丝杠传动,一级齿轮降速时传动系统折算到电机轴上的总转动惯量
(3-21)
4.功率的计算
,所以选用电机合适。
3.1.6手动传动装置的设计与计算
1.锥齿轮的设计参数
纵向进给传动的行程大,为了提高效率所以在进行手动进给的时候提高速度,手轮每转一转丝杠行程两个导程即20。由此知,锥齿轮的传动比为。
即,,取,
分锥角:,
齿宽系数:
分度圆直径:
外锥距:
中锥距:
齿宽:
齿轮中点分度圆直径:
齿顶高:
齿根高:
顶圆直径:
齿根角:
齿顶角:
顶锥角:
根锥角:
冠顶距:
2.手动传动装置的结构及其工作原理
进行手动进给时将电机前的电磁离合器脱开啮合,并且牙嵌式离合器有一半固定,另一半可以随时活动使得离合器可以灵活的实现脱开以及啮合,半离合器的活动由紧固在离合器上的紧定螺钉进行导向并且起到限位的作用。推动手轮使牙嵌式离合器啮合,转动手柄进行进给。当不需要手动进给时,手柄处的弹簧可以实现复位的功能。常态下牙嵌式离合器是脱开啮合的状态[16]。
手动装置是个独立的结构,它与纵向进给的联结是依靠螺栓,并且为了安装方便采用上下箱封装。
1—紧定螺钉
2—进给手轮
3—锥齿轮
4—牙嵌式离合器
5—弹簧
图3-1
纵向手动装置结构图
3.2
横向进给机构的设计计算
3.2.1切削力的计算
根据查阅《机械设计使用手册》知,横向进给时的切削力远小于纵向进给时切削力,可以忽略不计,但是在横向移动时要克服工作台产生的摩擦力,所以横向进给机构的主要计算力为:
(3-22)
式中,——摩擦系数,取
——背向磨削力,单位
——机床总重,单位
因此由前计算结果计算得
3.2.2滚珠丝杠的计算
由《实用机床设计手册》查得
(取机床精度为5级)
精磨取,取
1.丝杠的导程和转速
初选电动机最大速度为,取使用时最高转速为,电动机与丝杠通过减速器连接。工作台最大进给速度,故丝杠导程应为。丝杠转速:
快速进给时,所以当量转速。
所以将参代入公式(3-7)得
初选丝杠为内循环浮动反向器双螺母垫片预紧滚珠丝杠
,
,5列,型号为FFZD4006,额定动负载,大于算出的值。预紧力,大于最大轴向载荷的,这种丝杠可用。
2.丝杠螺纹部分长度
等于工作台最大行程加螺母长度加两端余程
支撑跨距
应略大于,取为
3.
临界转速
查《实用机床设计手册》表3.7-37
(两端固定)
两端固定,丝杠一般不会受压,故不需进行压杆稳定性验算
4.预拉伸计算
(1)温升引起的伸长量
设温升为,则螺纹部分伸长量为
丝杠全长的伸长量为:
为此,丝杠的目标行程可定为比公称行程小。丝杠在安装时,进行预拉伸,伸长量为。
(2)预拉伸力
根据材料力学欧拉公式:
3.2.3轴承的选择
根据《实用机床设计手册》表3.7-46
选取轴承型号。
表3-3
轴承参数
型号
(mm)
(mm)
(mm)
动负载()
预负荷
()
7603030TVP
30
72
19
34500
4300
1.预负荷
轴承的预负荷不应小于轴承最大载荷的,丝杠两端固定,故轴承的最大载荷等于拉伸力加最大外载荷的一半。
,故符合要求。
2.疲劳寿命计算
轴承要求的动负荷可按公式计算
,考虑到机床特点,上式中系数、、、均取1,进給力的方向是可变的,轴承负荷可能是,也可能是。两者机会均等,故取其平均值,当量转速,故,如寿命为1500,则
,可以看出所以轴承可用。
3.2.4电动机的选择
1.电机的初选
初选电动机型号为Z2-32型直流电动机,额定功率1.1,额定电流6.58,效率76%,最高转速2000,额定转速1000,飞轮转矩
。
2.功率的验算
,所以选用电机合适。
3.2.5减速机构的设计与计算
1.基本尺寸的计算
材料的选择
选择小齿轮材料为40Cr(调制),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。传动比
取小齿轮齿数
。
模数
齿高
2.强度校核计算
(1)按齿面疲劳强度校核
按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
大齿轮的接触疲劳强度极限
由公式(3-16)计算循环次数
由《机械设计使用手册》图10-19查得,接触疲劳寿命系数
计算接触疲劳许用应力
取失效概率为10%,安全系数
弹性模量取
为了使机床结构紧凑,且金属切削机床的齿轮传动,若传递的功率不大时可小到0.2所以,取齿宽系数
由公式计算得
由《机械设计使用手册》表10-2查得,使用系数
根据,7级精度
由图10—8查得动载荷系数
假设,由表10—3查得
由表10-4,7级精度小齿轮相对支撑非对称布置
查得
所以,齿面接触疲劳强度满足要求。
(2)按齿根弯曲强度校核
由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
由图10-18[16]查得弯曲疲劳寿命系数
计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数
由,查图10—13得
计算载荷系数
查取齿形系数
由表10-5查得
查取应力校正系数
由表10-5查得
齿根弯曲强度校核
由公式得
所以,满足齿根弯曲强度条件。
3.2.6手动进给装置的设计与计算
1.手动装置设计与计算
设计的横向进给系统中通过手轮装置能够实现的最小进给量为手轮每转一转横向进给机构运动,通过上面计算知丝杠的导程为,所以手动装置的降速比为,,。
2.手动装置的结构及其工作原理
(1)工作原理
横向进给手动装置的工作原理与纵向进给装置的工作原理相似,为了提高加工范围,使得装置适应精加工,减小进给量,所以在设计传动的过程中设计了齿轮降速,以齿轮作为传动件带动滚珠丝杠进行进给。
(2)手动装置的结构
1—进给手轮
2—紧定螺钉
3—牙嵌式离合器4—蜗轮
5—蜗杆
6—弹簧
图3-2
横向进给手动装置
3.微量进给装置的设计与计算
微量进给装置由蜗轮蜗杆传动。因为在蜗杆传动中,当使用单头蜗杆时,蜗杆旋转一周,蜗轮只转过一个齿,因而能实现大的传动比。在动力传动中,一般传动比;在分度机构或手动机构的传动中,传动比可达300;若只传递运动,传动比可达1000。由于传动比大,零件数目又少,因而结构很紧凑。
(1)选择蜗杆传动类型
根据GB/T10085—1988的推荐采用渐开线蜗杆
(2)选择材料
考虑到蜗杆传动传递的功率不大,速度只是中等,故蜗杆用45钢;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45~55HRC。蜗轮用铸锡磷青铜,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜铸造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。
(3)尺寸计算
规定微量进给装置的进给量为每一转,在通过上级传动所以蜗杆传动的降速比为,所以选取蜗杆的头数
由《实用机床设计手册》查得
变位系数
蜗杆直径系数
蜗杆轴向齿距
蜗杆导程
蜗杆齿顶圆直径
蜗杆齿根圆直径
顶隙
蜗杆齿顶高
蜗杆齿根高
蜗杆齿高
蜗杆齿宽
蜗轮分度圆直径
蜗轮齿顶圆直径
蜗轮齿根圆直径
蜗轮齿顶高
蜗轮齿根高
蜗轮齿宽
4.微量进给装置的结构及其工作原理
(1)微量进给装置的结构
图3-3
偏心套工作原理图
1—蜗轮
2—蜗杆
3—偏心套
4—微量进给手柄
5—弹簧
6—调整手柄
图3-4
横