人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 立式磨簧机设计（总体、磨头设计）设计【全套24张CAD图纸+答辩毕业论文】

说明书目录.doc

立式磨簧机设计（总体、磨头设计）设计【全套24张CAD图纸+答辩毕业论文】

资源目录

立式磨簧机设计(总体、磨头设计)设计【全套24张CAD图纸+答辩毕业论文】.zip

说明书目录.doc---(点击预览)

英文摘要.doc---(点击预览)

立式磨簧机设计说明书.doc---(点击预览)

立式磨簧机设计开题报告.doc---(点击预览)

上电机法兰.dwg

上磨头主轴.dwg

上磨头导向套.dwg

下电机法兰.dwg

下磨头主轴.dwg

下磨头升降套筒.dwg

下磨头升降杆.dwg

下磨头导向套.dwg

定位环.dwg

密封盘.dwg

导向杆.dwg

弹簧压板.dwg

滑套.dwg

砂轮.dwg

砂轮压盖.dwg

砂轮座.dwg

磨头装配图.dwg

立式磨簧机.dwg

轴承座.dwg

轴承端盖-1.dwg

轴承端盖-2.dwg

迷宫盘.dwg

齿条.dwg

齿轮轴.dwg

压缩包内文档预览：

编号：456747 类型：共享资源大小：3.09MB 格式：ZIP 上传时间：2015-07-14 上传人：小*** IP属地：福建

45
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 立式磨簧机设计总体整体全套 24 cad 图纸答辩毕业论文

资源描述：

!【详情如下】CAD图纸+word设计说明书.doc[11000字，24页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat

上电机法兰.dwg

上磨头主轴.dwg

上磨头导向套.dwg

下电机法兰.dwg

下磨头主轴.dwg

下磨头升降套筒.dwg

下磨头升降杆.dwg

下磨头导向套.dwg

定位环.dwg

密封盘.dwg

导向杆.dwg

弹簧压板.dwg

滑套.dwg

砂轮.dwg

砂轮压盖.dwg

砂轮座.dwg

磨头装配图.dwg

立式磨簧机.dwg

立式磨簧机设计开题报告.doc

设计说明书.doc[11000字，24页]

英文摘要.doc

说明书目录.doc

轴承座.dwg

轴承端盖-1.dwg

轴承端盖-2.dwg

迷宫盘.dwg

齿条.dwg

齿轮轴.dwg

1前言

弹簧是人们熟悉的机械基础件，它适用于缓冲或减振，在机械设备、生活用品上的各种弹性元件都属于弹簧。弹簧元件在机械设备中往往处于运转的关键部位，它的质量优劣对主机的质量水平有重要影响。弹簧的优劣不仅取决于弹簧材料，还取决于弹簧的加工工艺。中国弹簧行业专业化、自动化程度还比较低，不少工序还停留在手工操作水平上。工人劳动强度大、劳动条件差、生产效率低。国外磨簧等关键工序都已实现机械化、自动化。德国磨簧机有10种，中国仅有4种，而且设备精度较差。为满足国内弹簧生产的需要现设计立式磨簧机。

磨簧机主要用于弹簧端面的磨削。弹簧钢丝经过卷簧机卷制，形成弹簧的半成品，其两个端面不平行，还不能满足使用要求。需要通过磨簧机将半成品的两个端面磨平，并使两端面与弹簧的轴线保持一定的垂直度。

磨簧分两种形式：A.只需将弹簧端面磨平；

B.高度磨削。除了要把弹簧端面磨平外，还要把弹簧磨到指

定的高度。

本课题来源于盐城市双圆弹簧厂。为高效率磨削弹簧端面需设计立式磨机。其

中：

a.磨簧机应能满足加工要求，保证加工精度；

b.磨簧机应运转平稳，工作可靠，结构简单；

c.工件装卸方便，便于维修、调整；

d.尽量使用通用件，以便降低制造成本。

在老师的指导下，首先进行了方案论证，确定机床总体结构。由于磨簧机是针对弹簧磨削而设计的，所以整个设计过程都是围绕弹簧磨削这一功能而展开的。首先根据弹簧的材料，选择合适的砂轮，然后根据普通磨削的要求确定砂轮转速、工件转速、砂轮的进给量等。根据以上的参数计算磨削功率，分析拟定传动装置的简图，画出总装备图，然后根据装备图设计零件图。

2总体方案论证

本次设计的课题是立式磨簧机，用于弹簧端面的磨削。为避免弹簧多次装夹引起的加工精度误差，以及减少装夹时间，拟采用两个砂轮一起磨削，提高工作效率。两个砂轮有两个独立的电机驱动。为适合加工不同高度的弹簧，以及在磨削时砂轮实现进给运动，磨头要能实现轴向移动。为简化传动机构的结构，只要一个磨头实现进给，另一个磨头固定。

2.1进给磨头的确定

为弹簧顺利进入磨削区域，下磨头要和工作台处于同一个平面。假如下磨头实现进给运动，那么工作台也要随着磨头运动。工作台比较质量比较大，上下运动在结构上比较复杂，定位难以实现，加工精度难以得到保证。综合各方面因素，确定由上磨头实现进给运动。下磨头在经过长时间的磨削运动，砂轮厚度会减小，砂轮就会低于工作台，料盘就难以实现旋转运动。所以砂轮经过一段时间磨削后，下磨头需要实现高度补偿，使砂轮和工作台重新处在同一个平面。在结构上用升降杆来调节下磨头高度。

2.2工作台高度的确定

工作台的高度主要根据人的身高来确定，工作台不宜太高，太高会使工人的手上抬，长时间工作会加快工人的劳累；工作台太低，使工人弓着腰工作，同样加快工人的疲劳。工作台高度定位标准是使工人工作舒适。综合国人的平均身高，工作台的高度拟确定120.5㎝。

2.3工作台工作方式

为便于以后磨头的维修、调整，把工作台设计成活动的，即磨头在维修、卸载时可以方便地把工作台打开。

参考文献：

[1]张英会等主编.弹簧手册.北京:机械工业出版社,1997

[2]罗辉主编.机械弹簧制造技术.北京:机械工业出版社,1987

[3]徐灏主编.新编机械设计师手册.北京:机械工业出版社,1995

[4]叶伟昌主编.机械工程及自动化简明设计手册(上册).北京:机械工业出版社,2001

[5]叶伟昌主编.机械工程及自动化简明设计手册(下册).北京:机械工业出版社,2001

[6]李益民主编.机械制造工艺设计手册.北京:机械工业出版社,1995

[7]艾兴等主编.金属切削用量手册.北京:机械工业出版社,1996

[8]范云涨等主编.金属切削机床设计简明手册.北京:机械工业出版社,1993

[9]<<中国轴承新旧型号对照手册>>编写组编.中国轴承新旧型号对照手册.北京:兵器工业出版社,1995

[10]徐锦康主编.机械设计.北京：高等教育出版社，2004

[11]全国磨料磨具标准化技术委员会编. 中国机械工业标准汇编.北京：中国标准出版社，1999

QQ截图20150714161522.jpg

QQ截图20150714161553.jpg

齿条.jpg

齿轮轴.jpg

弹簧压板.jpg

导向杆.jpg

定位环.jpg

滑套.jpg

立式磨簧机.jpg

迷宫盘.jpg

密封盘.jpg

磨头装配图.jpg

砂轮.jpg

砂轮压盖.jpg

砂轮座.jpg

上电机法兰.jpg

上磨头导向套.jpg

上磨头主轴.jpg

下电机法兰.jpg

下磨头导向套.jpg

下磨头升降杆.jpg

下磨头升降套筒.jpg

下磨头主轴.jpg

轴承端盖-1.jpg

轴承端盖-2.jpg

内容简介：: 南通职业大学毕业设计（论文）说明书设计（论文）题目立式磨簧机设计 (总体、磨头设计 ) 系机械工程系专业班级机制 054D(数控 ) 姓名学号指导教师 2008 年 1 月 5日 nts 南通业大学毕业设计（论文）成绩考核表课题：立式磨簧机设计 (总体、磨头设计 ) 系：机械工程系专业：机械制造及自动化班级：机制 054D(数控 ) 学生姓名：校外指导教师：校内指导教师：审阅意见：校外指导教师： nts 校内指导教师：评审意见：评阅人： nts答辩意见：答辩小组：毕业设计（论文）成绩：总分评级系主任二零年月日 nts 南通职业大学毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目立式磨簧机设计 (总体、磨头设计 ) 2007 年 3 月 5 日至 2007 年 5 月 23 日共 12 周系科机械工程系专业班级机制 054D(数控 ) 姓名学号系主任指导教师 2008 年 1 月 5 日 nts一、课题内容及要求内容 : 1 总体设计 2 磨头设计要求 : 1. 磨簧机应能满足加工要求，保证加工精度； 2. 磨簧机应运转平稳，工作可靠，结构简单； 3. 工件装卸方便，便于维修、调整； 4.尽量使用通用件，以便降低制造成本。 nts 二、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注 08.03 5 布置任务下达任务书 08.03.05 08.04.13 调查研究，收集资料，熟悉课题 ,毕业实习 08.04.16 08.04.20 总体设计，方案论证 08.04.23 08.05.04 部件、零件设计阶段 08.05.07 08.05.18 编写说明书 08.05.21 08.05.22 修改整理毕业设计材料 08.05.23 08.06.01 材料评阅 08.06.02 08.06.03 毕业答辩 08.06.04 08.06.05 材料整理装袋三、其他 nts 南通职业大学毕业设计（论文）开题报告系部机械工程系专业班级姓名学号题目立式磨簧机设计 (总体、磨头设计 ) 题目类型企业课题一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义）课题来源于盐城市双圆弹簧厂。为高效率磨削弹簧端面需设计立式磨簧机。磨簧机的生产企业主要有杭州之江机械厂、福州立洲弹簧厂以及洛阳机床厂，摩托车减震弹簧和离合器弹簧的生产发展拉动了磨簧机生产。喷丸机依然是青岛铸造机械厂一支独秀，产品以立式喷丸机为主，滚筒式喷机已趋于淘汰，通过式喷丸机亦有少量生产。目前国内普遍使用的磨簧机 ,一般是采用传动机构驱动工作台 ,使其在固定的导轨上作往复运动。这种结构必然存在如下问题 : (1) 由于磨簧工作环境较恶劣 ,工作导轨容易磨损 ,且无法补偿 ,从而导致所磨削弹簧的平面度及端面对轴线的垂直度难以得到保证。 (2) 维修周期短 ,费用高 ,难度大。西方工业发达国家，工业基础雄厚，设备生产厂家制造水平及技术水平相当高，而国产设备普遍存在加工精度底、生产效率低、可靠性差、型号老化等问题。所以现在弹簧行业中先进的制造设备一般都依靠进口。进口设备存在的问题：一是价格高，二是维修和配件不便。但这种局面正在改变，国内已有一些生产弹簧设备的新兴企业及合资企业，其设备精度、生产效率已接近进口设备，但总体上说，还存有差距。意义：立式磨簧机能满足加工要求，运转平稳，工作可靠，结构简单，工件装卸方便，便于维修、调整二、具体研究（设计）内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程内容：磨头的设计与加工，电机的选择与磨头主轴的设计思路：首先根据弹簧的材料，选择合适的砂轮，然后根据普通磨削的要求确定砂轮转速、工件转速、砂轮的进给量等。根据以上的参数计算磨削功率，分析拟定传动装置的简图，画出总装备图，然后根据装备图设计零件图。工作流程：收集资料，选课题绘图写论文 nts 三、毕业设计（论文）工作进度安排 2008.3.5-4.13 收集资料，选课题 2008.4.23-5.04 画零件图，装配图 2008.5.07-5.18 写论文 2008.5.21-5.22 核查毕业设计指导教师意见指导教师签字 _ 年月日系部毕业设计领导小组审核意见系（公章） _ 年月日 nts南通职业大学毕业设计说明书 1 1 前言弹簧是人们熟悉的机械基础件，它适用于缓冲或减振，在机械设备、生活用品上的各种弹性元件都属于弹簧。弹簧元件在机械设备中往往处于运转的关键部位，它的质量优劣对主机的质量水平有重要影响。弹簧的优劣不仅取决于弹簧材料，还取决于弹簧的加工工艺。中国弹簧行业专业化、自动化程度还比较低，不少工序还停留在手工操作水平上。工人劳动强度大、劳动条件差、生产效率低。国外磨簧等关键工序都已实现机械化、自动化。德国磨簧机有 10 种，中国仅有 4 种，而且设备精度较差。为满足国内弹簧生产的需要现设计立式磨簧机。磨簧机主要用于弹簧端面的磨削。弹簧钢丝经过卷簧机卷制，形成弹簧的半成品，其两个端面不平行，还不能满足使用要求。需要通过磨簧机将半成品的两个端面磨平，并使两端面与弹簧的轴线保持一定的垂直度。磨簧分两种形式： A.只需将弹簧端面磨平； B.高度磨削。除了要把弹簧端面磨平外，还要把弹簧磨到指定的高度。本课题来源于盐城市双圆弹簧厂。为高效率磨削弹簧端面需设计立式磨机。其中： a.磨簧机应能满足加工要求，保证加工精度； b.磨簧机应运转平稳，工作可靠，结构简单； c.工件装卸方便，便于维修、调整； d.尽量使用通用件，以便降低制造成本。在陈祥林老师的指导下，首先进行了方案论证，确定机床总体结构。由于磨簧机是针对弹簧磨削而设计的，所以整个设计过程都是围绕弹簧磨削这一功能而展开的。首先根据弹簧的材料，选择合适的砂轮，然后根据普通磨削的要求确定砂轮转速、工件转速、砂轮的进给量等。根据以上的参数计算磨削功率，分析拟定传动装置的简图，画出总装备图，然后根据装备图设计零件图。 nts立式磨簧机设计（总体、磨头设计） 2 2 总体方案论证本次设计的课题是立式磨簧机，用于弹簧端面的磨削。为避免弹簧多次装夹引起的加工精度误差，以及减少装夹时间，拟采用两个砂轮一起磨削，提高工作效率。两个砂轮有两个独立的电机驱动。为适合加工不同高度的弹簧，以及在磨削时砂轮实现进给运动，磨头要能实现轴向移动。为简化传动机构的结构，只要一个磨头实现进给，另一个磨头固定。 2.1 进给磨头的确定为弹簧顺利进入磨削区域，下磨头要和工作台处于同一个平面。假如下磨头实现进给运动，那么工作台也要随着磨头运动。工作台比较质量比较大，上下运动在结构上比较复杂，定位难以实现，加工精度难以得到保证。综合各方面因素，确定由上磨头实现进给运动。下磨头在经过长时间的磨削运动，砂轮厚度会减小，砂轮就会低于工作台，料盘就难以实现旋转运动。所以砂轮经过一段时间磨削后，下磨头需要实现高度补偿，使砂轮和工作台重新处在同一个平面。在结构上用升降杆来调节下磨头高度。 2.2 工作台高度的确定工作台的高度主要根据人的身高来确定，工作台不宜太高，太高会使工人的手上抬，长时间工作会加快工人的劳累；工作台太低，使工人弓着腰工作，同样加快工人的疲劳。工作台高度定位标准是使工人工作舒适。综合国人的平均身高，工作台的高度拟确定 120.5。 2.3 工作台工作方式为便于以后磨头的维修、调整，把工作台设计成活动的，即磨头在维修、卸载时可以方便地把工作台打开。 nts南通职业大学毕业设计说明书 3 3 磨头设计 3.1 工件材料弹簧材料的种类繁多 ,目前大量使用的是弹簧钢 ,其次是具有特殊性能的弹簧材料 ,如不锈耐酸钢、耐热钢 (合金 )、铜合金以及橡胶、塑料等。一般弹簧钢包括 : a.碳素弹簧钢； b.合金弹簧钢。本次设计拟确定工件材料为碳素弹簧钢和合金弹簧钢。 3.2 砂轮的选择砂轮选择应考虑的因素：砂轮对磨削过程的影响是多方面的，其中包括加工精度，表面粗糙度和生产效率等。为了获得良好的磨削效果，正确选择砂轮十分重要。选择砂轮时主要考虑下列磨削条件和技术要求： a工件材料的物理机械性能； b工件的热处理方法； c工件的加工精度和表面粗糙度的要求； d工件的形状和尺寸； e工件的磨削余量； f磨削方式（外圆、内圆或平面磨、开槽、切断等）； g磨削用量，切削液情况，磨床情况，生产类型以及操作者的熟练程度。 3.2.1 磨料的选择磨料直接参加磨削工作，所以磨料的硬度要高，耐热性要好，还要具有一定的韧性和强度；为了能进行切削，磨料上还必须具有锋利的边刃。磨料分为天然磨料和人造磨料两大类。一般天然磨料含杂质多，质地不均。表 3-1 磨料的特点和应用范围磨料名称新代号旧代号特点应用范围棕刚玉 A GZ 棕褐色、硬度高韧度大、价格便宜磨削和研磨碳钢、和金刚、铸钢、硬青铜等白刚玉 WA GB 白色，硬度比棕刚玉略高，韧度较棕刚玉低磨削、研磨、衘磨和超精加工、淬火钢、高速钢、螺纹、齿轮及薄壁零件等 nts立式磨簧机设计（总体、磨头设计） 4 单晶刚玉 SA GD 浅黄色或白色，颗粒呈球状，硬度和韧度都比白刚玉高磨削、研磨或衘磨不锈钢和高钒高速钢等高强度韧度大的材料微晶刚玉 MA GW 颜色于棕刚玉近似，刚度高，韧度和自励性能良好磨削或研磨不锈钢、轴承钢、球墨铸铁、并适于高速磨削铬刚玉 PA GG 玫瑰红，或紫红色，硬度和韧度比白刚玉高，磨削表面粗糙度细小磨削、研磨、或衘磨淬火钢，高速钢轴承等表面粗糙度值要求较小的量具，仪表零件和薄壁工件根据弹簧材料：碳素弹簧钢或 65Mn 来确定磨料，并对照磨料的应用范围来选择。对照表 3-1，综合考虑磨料的应用范围以及价格，磨料选择棕刚玉，代号： A。 3.2.2 粒度的选择砂轮的粒度是指砂轮所含磨料颗粒尺寸的大小，通常以粒度号表示。磨料按其颗粒尺寸大小分为 41 个号，粒度号数越大颗粒越小。选择磨料粒度时应遵循以下原则：粗磨用粗粒度、精磨用细粒度；工件材料软、塑性大（如有色金属）和磨削面积大的时，为避免砂轮堵塞，应选用粗粒度；成形磨削和高速磨削时粒度应选细些；磨削淬火钢及硬质合金钢时，宜选用中等粒度的磨料；内磨应选用较外磨为粗的粒度；磨削大尺寸工件、薄板及薄壁工件应选用较粗的粒度。表 3-2 不同粒度磨具的使用范围粒度号数实用范围非金刚石磨具 22# 40# 磨钢锭、去铸件毛刺、切钢坯等 46# 60# 一般外圆、内圆、平面、无心磨、工具磨等 60# 90# 外圆、内圆、平面、无心磨等半精磨 100# 240# 精磨、成形磨、衘磨、超精磨刀具刃磨 280# W20 精密磨、衘磨、螺纹磨等超精加工 W20 以下研磨、精细磨、境面磨等超精加工表 3-3 加工表面粗糙度与磨料粒度的关系磨料粒度加工表面粗糙度 Ra(m) 24# 36# 5 36# 46# 2.51.25 nts南通职业大学毕业设计说明书 5 46# 60# 0.630.32 80# 120# 0.16 弹簧端面磨削是一次性磨削，且对端面的粗糙度要求不是太高，根据粒度与粗糙度的关系，对照表 3-2，表 3-3，磨具的粒度选取 50# 。 3.2.3 磨具硬度的选择磨具硬度是指沙粒在磨削力的作用下，从磨具表面脱落的难易程度。硬度高，表示磨粒难易脱落，硬度低则表示容易脱落。硬度选择的一般原则是：加工硬钢或淬火钢时选择较软的磨具，加工软钢时选择较硬的磨具；加工青铜、韧黄铜时选软磨具；磨具与工件接触面积大时选择较软的磨具；磨削导热性差的材料时选择较软的磨具；精磨、精密磨、超精磨和成形磨时，应该选择硬的磨具；磨平面时应选用磨削相同金属零件外圆时为软的砂轮；干磨时所用砂轮应较湿软些；镜面磨削、缓进时宜选较软砂轮；采用宽砂轮大纵向进给磨外圆时应选较软砂轮；砂轮粒度较细时，硬度应稍软些。机械加工中常用的砂轮硬度等级是 H-N。弹簧磨削是干磨，由弹簧材料可知，弹簧的材料的硬度属于中硬，根据磨具选用原则，弹簧磨削磨具选中软，代号为 K。 3.2.4 结合剂的选择表 3-4 结合剂的分类及应用范围名称代号特性应用范围陶瓷结合剂 V 由粘土等配置，化学性质稳定，耐热、耐油、耐酸、耐碱，多用性好，耐用度高，强度较高，成本低，但较脆适用成形磨削，如磨螺纹、齿轮、轴承滚道等，砂轮速度宜在 35m/s 以下树脂结合剂 B 强度高、弹性好，能在高速下工作，耐热性差，在200 摄氏度以上失去粘结作用 ,不耐算碱可作较厚的砂轮和石墨砂轮，用于细粗糙度、高精度磨削，用作切断和开槽用的薄片砂轮，修磨钢坯、铸件的粗粒度砂轮橡胶结合剂 R 弹性好磨粒容易脱落 ,耐热、耐酸、耐油性均差，且有异味可作切断、开槽用的薄砂轮及抛光砂轮、无心磨导轮，不适于粗磨金属结合剂 J 强度高、韧度高和成形性好，但自励性差常用的为青铜结合剂，主要用于金刚石砂轮，用于粗磨，半精磨硬质合金及切断光学玻璃、陶瓷、半导体等 nts立式磨簧机设计（总体、磨头设计） 6 根据结合剂的特性和应用范围选择：陶瓷结合剂。 3.2.5 磨具形状及尺寸的选择 A砂轮型号的选择各种砂轮的形状及尺寸在参考文献 11中已有规定。表 3-5 砂轮型号砂轮名称代号一般用途平形砂轮 P 根据不同尺寸用于外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨、工具磨、螺纹磨和砂轮机上双斜面一号砂轮 PSX1 用于磨齿轮齿面和磨单线螺纹双面凹砂轮 PSA 用于外圆磨和刃磨刀具，还用作无心磨的砂轮和导轮薄片砂轮 PB 用于切断和开槽等筒形砂轮 N 用于立式平面磨床上坯形砂轮 B 用其端面刃磨刀具，也可用其圆周磨平面和内孔碗形砂轮 BW 用于刃磨刀具，也可用于导轨磨床磨机床导轨碟形一号砂轮 D1 适于磨铣刀、铰刀、拉刀等，大尺寸的用于磨齿轮的齿面根据砂轮的一般用途，选择砂轮：平行砂轮，代号： P B砂轮内外直径的选择砂轮的内外直径决定了砂轮的磨簧宽度，磨簧宽度主要有料盘来决定。有设计任务书可知，弹簧的最大外径为 50mm，根据弹簧的最大外径，通过作图法来确定相关参数。图 3-1砂轮、料盘位置示意图 nts南通职业大学毕业设计说明书 7 由图 3-1 可知，弹簧的排列宽度为 100.4mm,，则砂轮的磨削宽度应该在 100mm左右。对照参考文献 11，确定砂轮的内外经以及砂轮的厚度。砂轮外径 400mm，内径 203，厚度为 50mm。 3.3.1 磨削功率计算 FP =2CF (vfr B/ vC)tg (3-1) 公式中各参数的含义： CF 单位切屑所需的力（ N/mm2 ）； v 指工件的速度。这里指弹簧相对料盘轴线的线速度； fr 径向进给量（ mm） ,这里指料盘旋转一周后，砂轮的磨削量； B 原指砂轮的宽度，这里取弹簧中径的 1/4； vC 指砂轮的线速度；磨粒的锥顶半角（ 60 75）。确定公式中各参数值：表 3-6 各种工件材料的 CF 值工件材料花岗石硅纯铁铸铁高速钢 CF（ N/mm2 ） 4300 5500 2800 4900 18000 根据弹簧材料 65Mn 和砂轮材料棕刚玉，选择： CF 10000N/ mm2 。表 3-7 磨削常用进给量 fr （ mm）磨削方式平面磨削粗磨 0.010 0.025 精磨 0.005 0.015 簧磨削属于粗磨，对照表 3-7， fr 拟确定 0.02mm。砂轮普通磨削线速度 30 35m/s,高速磨削 35m/s 以上。弹簧磨削属于干磨，速度不宜太高。速度过高会产生高温，影响弹簧的性能。在这里我拟选用 vC 30m/s。锥顶半角 60。由设计任务书可知，弹簧钢丝最大直径 8mm,弹簧最大外径 50mm，则弹簧中径为： D1 =50-16=34mm D2 =(34+50)/2=42mm B= D2 /4=10.15mm 参照平面磨削参数工件的速度 v 0.15m/s。表 3-8 磨削的摩擦系数工件材料砂轮切削液干磨退火碳素钢 A46NV 0.73 淬火高速钢 A46GV 0.32 弹簧磨削属于干磨，工件材料为 65Mn或者碳素钢，所以摩擦系数选择 0.73。 nts立式磨簧机设计（总体、磨头设计） 8 由公式 3 1得： FP 2 10000(0.15 0.02 10.5/ 30) tg60 0.73 20.84N FP 是磨单个弹簧所需的磨削力，有图 3-1可知，有 7个弹簧同时进行磨削 Pm 7 FP vC/1000 7 20.84 30/1000 4.38KW 总传动效率：轴有 4个角接触轴承支撑，单个轴承的传动效率为 0.99，则总传动效率为： 0.994 0.96 电机输入功率为： P Pm/ 4.38/0.96 4.56KW 3.3.2 选择电动机电机转速： nD vc(D为砂轮的外径 ) (3-2) 由 3 2得： n 40030000 1433.12r/min 根据输入功率以及输入转速选择电机，查参考文献 3，选择电动机的型号Y132S-4，额定功率 5.5KW，同步转速 1500r/min，满载转速 1440r/min。 3.4 磨头主轴的设计通常，轴的设计步骤包括： a.按工作要求合理选择轴的材料和热处理方法； b. 轴的结构设计； c.轴的强度校核计算； d.必要时作轴的刚度或振动稳定性等的校核计算； e.绘制轴的零件工作图。 A轴的材料及其热处理选择轴的常用材料是碳素钢，合金刚及球墨铸铁。钢轴毛坯多数用轧制圆钢或锻件，也有的用圆钢。碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性低，经热处理或化学处理可得到较高的综合力学性能（尤其在耐磨性和抗疲劳强度两个方面），应用最多。常用的碳钢有35、 40、 45 和 50 等优质中碳钢，其中 45 钢应用最广，通常进行正火或调质处理，一般用于比较重要或承载较大的轴。对于不重要或承载较小的轴，也可采用Q235,Q275等普通碳素钢。合金钢比碳素钢具有更好的力学性能和热处理性能，常用于承载很大而重量、nts南通职业大学毕业设计说明书 9 尺寸受限或有较高耐磨性、防腐性要求的重要的轴，以及处理高温或低温条件下工作的轴。选择轴的材料和热处理方法，主要根据轴的受力、转速、重要性等对轴的强度和耐磨性提出的要求。研究表明，钢材的种类和热处理措施对其弹性模量影响甚小，如欲采用合金钢代替碳素钢或通过热处理来提高轴的高度，收效甚微。轴的刚度主要取决于轴的剖面尺寸，可用适当增加轴的截面面积来提高轴的刚度。此外，合金钢对应力集中敏感性较强，价格也较高。选材是也应考虑到。综合考虑轴的运行环境以及轴材料的力学性能，轴的材料选择 45 钢，调质处理。 3.4.1 磨头主轴的结构设计轴的结构设计就是要确定轴的合理外形和结构，以及包括各轴段长度、直径及其他细小尺寸在内的全部结构尺寸。轴的结构主要取决以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴的毛坯种类；轴上作用力的大小和分布情况；轴上零件的布置及固定方式；轴承类型及位置；轴的加工工艺以及其他一些要求。由于影响因素很多，且其结构形式又因具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式，设计具有较大的灵活性和多样性。但是，不论具体情况人如何，轴的结构一般应满足以下几个方面的要求： a.轴和轴上零件要有准确的工作位置； b.轴上零件应便于装拆和调整； c.轴应具有良好的制造工艺性； d.轴的受力合理，有利于提高强度和刚度； e.节省材料，减轻重量； F f.形状及尺寸有利于减小应力集中。轴的结构设计时，一般已知装配简图、轴的转速、传递的功率及传动零件的类型和尺寸等。 3.4.2 轴的最小直径估算转轴受弯扭组合作用，在轴的结构设计前，其长度、跨距、支反力及其作用点的位置等都未知，尚无法确定轴上弯矩的大小和分布情况，因此也无法按弯扭组合来确定转轴上各轴段的直径。为此应先按扭转强度条件估算转轴上仅受转矩作用的轴段的直径轴的最小直径 dmin ，然后才能通过结构设计确定各轴段的直径。 dmin =CnP3 (3-3) C 计算常数，取决于轴的材料和受载情况。当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的削弱： d100mm 时，单键槽增大 3，双键槽增大 7； d 100mm 时，单键槽增大 5 7，双键槽增大10 15。最后对 d进行圆整。查参考文献 10P292 表 11.3（轴常用 C 值）： nts立式磨簧机设计（总体、磨头设计） 10 C 111 由公式 3-3得： dmin 11114405.53 17.35mm 电机和轴的连接方式是直联，即在轴的一段开孔，电机主轴套在孔内，并用键连接。查阅参考文献 3可知， Y132S-4 电机主轴直径为 38mm，计算值 dmin 比电机主轴小得多，砂轮在磨削时轴受到的径向力，以及振动比较大， dmin 17.35mm难以满足强度要求。综合各种因素，以及指导老师的建议，磨头主轴 dmin 60。 3.4.3 轴的总长度轴的长度主要决定磨头的稳定性，为满足装配空间的要求，尽可能把轴设计得长些。首先确定下磨头的长度。从总体方案中知道工作台的高度为 1205 ，查阅参考文献 3可知 Y132S-4电机的安装尺寸，电机总长度为 475，砂轮和电机的安装空间拟确定为 162.5 ，则轴的长度： L下 1205 475 162.5 568.5mm。上磨头要实现进给运动，根据磨簧的高度 15-150mm，弹簧的磨削量以及砂轮厚度的补偿，来确定上磨头的主轴长度。 L上 568.5 150 71.5 790mm。 3.4.4 各轴段直径和长度的确定 A.各轴段的直径阶梯轴各轴段直径的变化应遵循下列原则： a.配合性质不同的表面（包括配合表面与非配合表面），直径应有所不同； b.加工精度、粗糙度不同的表面，一般直径亦应有所不同； c.应便于轴上零件的装拆。通常从初步估算的轴段最小直径 dmin 开始，考虑轴上配合零部件的标准尺寸、结构特点和定位、固定、装拆、受力情况等对轴结构的要求，一次确定轴段的直径。具体操作时还应注意以下几个方面问题： d.与轴承配合的轴颈，其直径必须符合滚动轴承内径的标准系列。 e.轴上螺纹部分必须符合螺纹标准。 f.轴肩定位是轴上零件最方便可靠的定位方法。轴肩分定位轴肩和非定位轴肩，定位轴肩通常用于轴向力较大的场合，非定位轴肩是为加工和装配方便而设置的，其高度没有严格的规定。 g.与轴上传动零件配合的轴头直径，应尽可能圆整成标准直径尺寸系列。 h.非配合的轴身直径，可不取标准值，但一般应取成整数。 B.各轴段的长度各轴段的长度决定于轴上零件的宽度和零件固定的可靠性，设计时应注意以下几点： a.轴颈的长度通常于轴承的宽度相同。 b.轴头的长度取决于与其相配合的传动轮毂的宽度。 nts南通职业大学毕业设计说明书 11 c.轴身长度的确定应考虑轴上各零件之间的相互位置关系和拆装工艺要求，各零件间的间距查参考文献 3。根据轴设计的准则以及轴上零件装配要求，把轴设计成如下结构形式：图 3-2 磨头主轴结构示意图在 L1段和 L4段安装轴承，用于轴的定位。轴的详细尺寸见图 MHJ-01-18,MHJ-01-10。 3.4.5 轴承的选择选择滚动轴承的类型，一般从载荷的大小、方向和性质入手。在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承承载能力大，时用于载荷较大或有冲击的场合。当承受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触球轴承。根据轴的应用场合可知，轴在砂轮、弹簧的作用下受到轴向力，以及在磨削时受到的径向力。查询常用滚动轴承的性能和特点，选择角接触球轴承。角接触球轴承的性能特点：可同时承受径向负荷和轴向负荷，也可承受纯轴向符合。适用于刚性较大跨距不大的轴及须在工作中调整游隙时，常用于蜗杆减速器、离心机、电钻、穿孔机等。角接触球轴承所能承受的轴向力是单向的，磨簧机的磨头在磨削时，收到的轴向力一般是双向的，所以为满足使用要求，角接触轴承是成对使用，用背对背的方式安装。由图 MHJ-01-10 可知 D1 = 60mm； D4 = 70mm 则轴两端的轴承型号分别是： 7212AC,7214AC。 3.4.6 轴承的润滑润滑对于滚动轴承具有重要意义。轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还具有散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等。润滑方式与轴承速度有关，一般根据轴承的 dn值（ d 为滚动轴承内径，单位 mm； n 为轴承转速，单位 r/min）作出选择。 dn d n (3-4) 式中 d=60mm;n=1433.12r/min nts立式磨簧机设计（总体、磨头设计） 12 由公式 3 4得： dn 60 1433.12 8.6 104 mmr/min 表 3-9 dn值界限（ 104 mmr/min）轴承类型脂润滑油润滑角接触球轴承 16 25 对照表 3-9，轴承的润滑方式选择脂润滑。 3.4.7 滚动轴承的密封轴承工作时，润滑剂不允许很快流失，且外界灰尘、水分及其他杂物也不允许进入轴承，故应对轴承设置可靠的密封装置。密封装置可分为接触式和非接触式两类。 A.接触式密封通过轴承盖内部放置的密封件与传动轴表面的直接接触而起密封作用。密封件主要用毛毡、橡胶圈、皮碗等软性材料，也有用减磨性好的硬质材料如石墨、青铜、耐磨铸铁等。轴与密封件接触部位需要磨光，以增强防泄漏能力和延长密封件的寿命。 B.非接触式密封接触式密封必然在接触处产生摩擦，非接触式密封则可以避免此类缺点，故非接触式密封常用于速度较高的场合。鉴于磨头主轴在靠近砂轮端受到的振动比较大，在磨削时产生的磨削四处飞溅。假如用接触式密封，主轴在高速旋转时轴和密封圈摩擦厉害，磨簧机运转一定时间密封圈就达不到密封效果。磨屑容易进入轴承，影响轴承寿命和磨削精度。权衡利弊，我选择非接触式密封，即选用迷宫式密封，在缝隙中填脂。 3.5 磨头进给系统设计轴一般由轴承固定，难以实现轴向移动。现在用套筒和导向套来实现轴的轴下移动。首先把轴安装在套筒内 ,套筒安装在导向套内 ,由套筒在导向套内实现轴向移动 ,从而实现磨头的轴向移动。详细结构见磨头装配图 MHJ-01-00。 3.5.1 套筒和导向套的设计 A.套筒的设计套筒的内经主要有轴承的外径来确定。见图 3-2，轴承的最大外径在 L4 段，根据轴承型号 7214AC可知，轴承外径 D= 125，轴承 7214AC安装尺寸 Da 116mm，对套筒内径进行圆整，则 D内= 110mm，现拟确定套筒厚度为 25mm，则套筒外径 D外 160mm。套筒的长度主要以下磨头主轴的长度作为设计依据。考虑到安装尺寸，套筒长度确定为 500mm。 nts南通职业大学毕业设计说明书 13 我们可以把套筒看成空心轴。空心轴对提高轴的刚度、减小轴的质量具有显著的作用。由计算知，内外径之比为 0.6 的空心轴与质量相同的实心轴相比，截面系数可增大 70。套筒刚度校核： i=外内DD (3-5) 由公式 3 5得： i16010 0.69 V筒= 22(41 内外 DD)L筒(3-6) 由公式 3-6得： V筒 22 11016041 （) 500 5298750mm3 V轴 241 DL轴(3-7) 由公式 3-7得： V轴41 602 568.5 1606581 mm3 V筒 V轴； i0.6 所以套筒满足刚度要求。上磨头因为要实现轴向移动，所以上磨头套筒长度要比下磨头套筒长些。上磨头套筒长度增量主要取决于磨簧高度，由设计任务书可知，磨簧高度在 15 150 ，再考虑安装尺寸、砂轮补偿的需要，上磨头升降套筒长度确定为 700.5 。 B.导向套的设计导向套的内径由套筒的外径确定，为 160 ，外径拟确定为 220 。考虑到其他零件的安装尺寸，以及砂轮的补偿高度，导向套的长度拟确定为 425mm。导向套刚度校核：由公式 3-5得： i220160 0.73 由公式 3-6得： V套= 22 16022041 （) 425=7606650 mm3 V套 V筒； i0.6 所以导向套满足刚度要求 3.5.2 上磨头进给系统设计磨头进给动力有电机来提供，磨头进给是直线运动，而电机是旋转运动。磨头nts立式磨簧机设计（总体、磨头设计） 14 进给系统主要的功能是把电机的旋转运动转化成磨头的直线运动。根据这一要求，选择齿轮 -齿条机构来实现磨头的进给运动。 A.上磨头质量计算：根据绘制零件图的尺寸，计算各零件的质量： a.升降套筒：由公式 3-6得： V筒 22 11016041 （) 700.5 7423548.75 mm3 b.磨头主轴： V轴 45 45 25 41 642 16 24 41 1092 41702 69 41 652 577 41 602 50 2646309.925 mm3 (3-8) c.轴承：查参考文献 3，可知 7212AC轴承的质量为 0.8； 214AC轴承的质量为 1.1。则轴承总质量为： 0.8 2 1.1 2 3.8 e.电机质量：查参考文献 3，电机 Y132S-4的质量为 68。 f.上电机法兰质量：上电机法兰形状不规则，根据绘制的零件图，用相关计算软件计算上电机法兰的质量，计算结果为： 26.52。 g.砂轮质量：查询参考文献资料 11，砂轮质量为 50。 h.上磨头总质量：钢的密度 7.8 /cm3 M 50 3.8 68 26.52（ 7423548.75 2646309.925） /1000 7.8/1000 226.86 (3-9) B.磨头进给功率计算： F Mg (3-10) 由公式 3-10得： F 226.86 9.8 2223.228N 磨头进给速度不能太高，太高会引起磨削力的突变，容易引起砂轮的崩碎。鉴于以上原因砂轮进给速度为： v=20 /min 则 P Fv (3-11) 由公式 3-11得： P 2223.228 0.02/60 0.74 nts南通职业大学毕业设计说明书 15 C.传动齿轮、齿条的设计选择齿轮材料、热处理方法、精度等级、齿数：考虑到齿轮传递的功率不大，故齿轮、齿条都选用 45钢调质处理，齿面硬度分别为 220HBS、 260HBS,7 级精度。齿轮、齿条的模数拟确定为： m=3；圆柱齿轮齿数为： z=19 分度圆直径： d=mz (3-12) 由公式 3-12得： d1 3 19 57mm 因为齿轮齿条传递的功率不大，齿宽系数： d =0.4 b= d d1 (3-13) 由公式 3-13得： b 0.4 57 22.8mm 对齿宽进行圆整 b1 =25mm b2 = b1 +(5 10)mm (3-14) 由公式 3-14 得： b2 25+5 30mm 齿高 h=2.25m (3-15) 由公式 3-15得： H 2.25 3 7.25 D.校核齿根弯曲疲劳强度： sa sFzdF YYmzKT32 12 F (3-16) 确定公式中各参数值： a.计算载荷系数 K： K KAKvK(3-17) 查参考文献 10P112 表 6.2 得使用系数 KA=1；根据 v 20 /min、 7 级精度，查参考文献 10P114 图 6.10 得动载系数 Kv=1，查参考文献 10P115 图 6.13 得K=1.15 则由公式 3-17得： K 1 1 1.15 1.15 由公式 3-2得： n5720 0.112r/min T1 9.55 1061nP (3-18) 由公式 3-18得： nts立式磨簧机设计（总体、磨头设计） 16 T1 9.55 106112.0 1074.03 6.3098 104 Nmm b. 查参考文献 10P111 图 6.9，齿轮、齿条的弯曲疲劳强度极限1Fim220MPa,2Flin=240MPa； c.弯曲疲劳寿命系数：查参考文献 10P109 图 6.7取 K1FN=0.90,K2FN=0.88； d.许用弯曲应力：取定弯曲疲劳安全系数 SF =1.4,应力修正系数 YST=2.0 F KFNYST Fim/ SF (3-19) 由公式 3-19得： 1F K1FNYST 1Fim/ SF 240 0.88 2/1.4 282.86MPa 2F K2FNYST 2Flin/ SF 220 0.9 2/1.4 301.71MPa e.齿型系数 Y1Fa、 Y2Fa

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。