毕业论文终稿-缸套专用珩磨机总体设计（送全套CAD图纸 资料打包）

买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑XXXXX毕业设计论文缸套专用珩磨机总体设计系名专业班级学生姓名学号指导教师姓名指导教师职称年月买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763I目录摘要IIIABSTRACTIV第一章绪论111研究背景及目的112珩磨加工概述113国内外研究现况214课题的内容3第二章总体方案设计421加工对象（缸套）分析422方案选型与分析4221方案一4222方案二5223方案的确定623结构及原理分析6第三章动力及传动系统设计731总体参数选定7311珩磨速度选定7312选择电机9313传动比分配1032V带传动的设计10321V带的基本参数10322带轮结构的设计1333齿轮传动的设计13331传动参数计算13332选择齿轮材料、热处理方式和精度等级14333按齿面接触强度设计14334按齿根弯曲强度设计15335几何尺寸计算1634传动轴及轴上装置的设计17341输入轴的设计17342输出轴（主轴）设计20343轴承及键的校核和寿命计算24第四章液压进给系统设计27买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763II41确定主要参数27411工作压力的确定27412液压缸内径D和活塞杆直径D的确定2742液压系统的设计28421确定液压系统方案28422液压原理图的拟定30423液压元件的选型3043液压系统的验算34431压力损失的验算34432发热温升的验算3444液压油缸设计35441液压缸壁厚和外径的计算35442液压缸工作行程的确定37443缸盖厚度的确定37444最小导向长度的确定38445缸体长度的确定38446固定螺栓得直径38SD447液压缸强度校核39第五章其他结构及附件设计4151珩磨头参数选择41511珩磨油石选择41512加工余量41513珩磨油石的越程分析4152床身设计4253缸套绗磨夹具的设计43531缸套绗磨定位装置43532缸套绗磨夹紧装置43总结44参考文献45致谢46买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763III摘要立式珩磨机是伴随着经济的飞速发展和工业现代化的需要而产生的，其被应用许多方面，因珩磨机是高精度汽车零部件和精密液压件生产的必备装备。其主要由床身、电机、传动系统、液压进给系统、珩磨头、绗磨夹具等组成。本次设计主要针对缸套立式珩磨机进行设计。首先，通过对缸套立式珩磨机结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AUTOCAD制图软件绘制了缸套立式珩磨机装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AUTOCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词珩磨机；传动系统；主轴；液压系统；油缸买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763IVABSTRACTVERTICALHONINGMACHINEISACCOMPANIEDBYTHERAPIDDEVELOPMENTOFTHEECONOMYANDINDUSTRIALMODERNIZATIONNEEDSARISING,WHICHISAPPLIEDINMANYWAYS,BECAUSEHONINGMACHINEISAHIGHPRECISIONAUTOMOTIVECOMPONENTSANDPRECISIONHYDRAULICCOMPONENTSNECESSARYPRODUCTIONEQUIPMENTTHEMAINADVANCEBYTHEBED,MOTOR,TRANSMISSION,HYDRAULICSYSTEM,TOHONINGHEAD,HONINGFIXTURESANDOTHERCOMPONENTSTHEDESIGNOFTHEMAINVERTICALHONINGMACHINEFORLINERDESIGNFIRST,BYCARRYINGONCYLINDERVERTICALHONINGMACHINESTRUCTUREANDPRINCIPLESOFANALYSISPRESENTEDINTHISANALYSIS,BASEDONTHEOVERALLSTRUCTUREOFTHEPROGRAMNEXT,THEMAINTECHNICALPARAMETERSWERECALCULATEDCHOICETHEN,FORTHEMAINCOMPONENTSWEREDESIGNEDANDSCHOOLNUCLEARFINALLY,AUTOCADDRAWINGSOFTWARETODRAWAVERTICALHONINGMACHINELINERASSEMBLYDRAWINGSANDTHEMAINPARTSDIAGRAMTHROUGHTHISDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYISEXPERTISE,SUCHASMECHANICALPRINCIPLES,MECHANICALDESIGN,MECHANICSOFMATERIALS,TOLERANCESANDINTERCHANGEABILITYTHEORY,MECHANICALDRAWING,ETCMASTEREDTHEDESIGNMETHODOFGENERALMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSEAUTOCADDRAWINGSOFTWAREFORTHEFUTUREWORKOFGREATSIGNIFICANCEINLIFEKEYWORDSHONINGMACHINETRANSMISSIONSPINDLEHYDRAULICSYSTEMCYLINDER买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763V买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763VI买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763VII买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763VIII买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763IX买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763X缸套专用珩磨机总体设计1第一章绪论11研究背景及目的国际机械行业的竞争，实际是科技实力的竞争。随着我国加入世界贸易组织和全球经济一体化环境的形成，机械行业在市场的竞争愈演愈烈。机床作为基础的机械产品，是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段，机床工业已经成为关系到国计民生、国防尖端建设的基础工业和战略性产业。它影响到国家各个工业部门的装备自动化水平，劳动生产率的提高和国防现代化的实现。随着生产和科技的高速发展，机床日益向高速、高效、高精度和自动化方向发展。目前，世界上应用最多的是内圆珩磨机床。立式珩磨机是伴随着经济的飞速发展和工业现代化的需要而产生的。其被应用许多方面，因珩磨机是高精度汽车零部件和精密液压件生产的必备装备，所以被广泛应用于缝纫机零件，汽车零部件，甚至航空航天零部件的生产。本课题来源于企业的实际要求，汽缸套内壁的工艺参数严重的制约着发动机的功率性能，而提高汽缸套内壁的工艺要求则是生产高效发动机的主要方法之一。本课题就是基于珩磨汽缸套内壁的问题而提出的。其中，广泛查阅有关珩磨理论、珩磨机的机械性能、结构等方面的资料，结合生产实际，对内径为125MM的汽缸套内壁，设计一种立式珩磨机床，并提出珩磨机的总体设计方案。通过这次设计可以达到以下目的1运用大学所学各科知识完成珩磨机总体方案的设计，以满足企业实际需求；2了解当前珩磨技术的应用情况及其发展方向；通过设计锻炼自己进行工程设计和分析问题与解决问题的能力，为适应社会对设计人才的需求打下良好基础。12珩磨加工概述珩磨是一种常用的精加工工艺，可获得高尺寸精度、高形状精度和低粗糙度（可达RA005），并且内孔表面有交叉网纹。珩磨机床的种类有平面珩磨机缸套专用珩磨机总体设计2床、外圆珩磨机床、内圆珩磨机床等。目前，世界上应用最多的是内圆珩磨机床。立式珩磨机是伴随着经济的飞速发展和工业现代化的需要而产生的。其被应用许多方面，因珩磨机是高精度汽车零部件和精密液压件生产的必备装备，所以被广泛应用于缝纫机零件，汽车零部件，甚至航空航天零部件的生产。珩磨是指用镶嵌在珩磨头上的油石（又称珩磨条）对精加工表面进行的精整加工，又称镗磨。主要加工直径5500毫米甚至更大的各种圆柱孔，孔深与孔径之比可达10或更大。在一定条件下，也可加工平面、外圆面、球面、齿面等。珩磨头外周镶有210根长度约为孔长1334的油石，在珩孔时既旋转运动又往返运动，同时通过珩磨头中的弹簧或液压控制而均匀外涨，所以与孔表面的接触面积较大，加工效率较高。珩磨后孔的尺寸精度为IT74级，表面粗糙度可达RA032004微米。珩磨余量的大小，取决于孔径和工件材料，一般铸铁件为002015毫米，钢件为001005毫米。珩磨头的转速一般为100200转分，往返运动的速度一般为1520米分。为冲去切屑和磨粒，改善表面粗糙度和降低切削区温度，操作时常需用大量切削液，如煤油或内加少量锭子油，有时也用极压乳化液1。13国内外研究现况我国生产的珩磨机设备与国外产品还有一定差距，不论是某一型号的产品还是某一系列的产品，这种差距主要体现在产品的自动化水平及智能化水平上。当然，由于工业基础薄弱，在机器的生产制造和生产工艺等方面也还都存在差距。国外珩磨技术的飞速发展对中国的珩磨机制造业和珩磨工艺的使用行业提出了严峻的挑战，珩磨机作为金属加工生产中的重要设备，在机械加工行业中占有重要地位，珩磨机整机技术水平的提高，实现其自动化、智能化，有益于我国装备制造业水平的提高，为国民经济现代化做出贡献。当今高速高效磨削、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快，比如德国的AACHEN大学、美国的CONNECTICUT大学等，有的在实验室完成了速度为250MM/S、350MM/S、400MM/S的实验。据报道，德国AACHEN大学正在进行目标为500MM/S的磨削试验研究。在磨削方面，日本已有200MM/S的磨床在工业中应用。早期的珩磨,主要用来提高工件的表面粗糙度,效率低,应用范围小。但在生产实践中,人们发现珩磨加工有许多独特的优点,是一缸套专用珩磨机总体设计3种具有广泛用途的切削技术,因而很快地推广应用于船舶、轴承、军工和工程机械等制造业中。近些年来,珩磨机床、珩磨工艺、珩磨工具均有很大的发展,特别是人造金刚石和立方氮化硼磨料的问世并在珩磨加工中的应用,把珩磨加工推向一个新的阶段。14课题的内容本课题要求设计一款缸套专用珩磨机，以加工缸套内孔。缸套专用珩磨机设计包括以下主要内容1机床总体设计，床身、导轨、传动装置、进给机构等设计内容；2主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度；3电动机、减速器、标准件的选择；4主轴、传动装置等主要零件的设计计算、受力计算及校核等。缸套专用珩磨机总体设计4第二章总体方案设计21加工对象（缸套）分析缸套结构尺寸如下图示待珩磨的孔径为120MM，孔长为271MM，加工精度要求为002006。22方案选型与分析221方案一（1）珩磨机的选择卧式珩磨机，其特点是主轴水平放置，主轴旋转轴线固定，适用于珩磨深孔，深度可达3000毫米。水平安置的珩磨头不旋转，只作轴向往复运动，工件由主轴带动旋转，床身中部设有支承工件的中心架和支承珩磨杆的导向架。在缸套专用珩磨机总体设计5加工过程中，珩磨头的油石在胀缩机构作用下作径向进给，把工件逐步加工到所需尺寸。（2）传动部分的设计主轴传动此次设计是缸套专用珩磨机，与普通的珩磨机不同的是，普通单轴珩磨机只在主轴上装一个珩磨头，进行单孔磨削。可采用电机减速器主轴齿轮珩磨头由减速器驱动工作台的传动为实现高效率、高精度。将原来的手动改为自动，欲采用液压传动系统。（3）电机的选择交流伺服电机优缺点减速器传动具有啮合性能好，齿轮轮齿之间是二种逐渐啮合过程，轮齿上的受力也是逐渐有小到大的，再由大到小。因此齿轮啮合较为平稳冲击和噪声小，适合大功率的传动，重合度高，结构紧凑。但是用减速器传动时，安装精度要求较高，工作情况及环境要求较大，且体积较大，调速范围有限。222方案二（1）珩磨机的选择立式珩磨机，主轴旋转中心固定，移动工件使加工点对准主轴中心。主轴箱和工作台安装在立柱上，主轴垂直布置。立柱有圆柱、方柱。主轴可机动进给。（2）传动部件的设计主轴传动电机V带传动主轴齿轮珩磨头往复运动由液压系统；工作台的传动采用液压传动系统带动进给。（3）电机的选择三相异步电机优缺点液压装置工作平稳，由于重量小、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向，操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达20001）还可以在运行中调速，使用寿命长，容易实现直线运动、机器的自动化及过载保护。采用电液联合控制后，可实现大负载、高精度远程控制。易实现标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。但液压传动不能保证严格的传动比，这是由于液压油可压缩性和泄漏造成的。工作性能易受温度变化的影响。综上所述，该方案应选用液压传动，以实现珩磨头灵活旋转。缸套专用珩磨机总体设计6223方案的确定立式珩磨机相对于卧式珩磨机在加工精度上更有优势；进给装置采用液压系统相比起传统的丝杆传动自动化程度更高，故本次设计将采用方案二。23结构及原理分析上图为本次设计的缸套专用珩磨机总体结构，其由床身、电机、传动系统、液压进给系统、珩磨头、绗磨夹具等组成。电机通过V带传动把动力传力给主轴箱，主轴箱内通过一三联齿轮实现主轴转速3级可调，动力从主轴输出后带动珩磨头转动实现珩磨。工作台底部连接液压缸，通过液压系统驱动液压缸伸缩实现缸体的纵向进给。缸套专用珩磨机总体设计7第三章动力及传动系统设计31总体参数选定311珩磨速度选定在确定珩磨机的零件材料是45号钢，材料经过调制处理，达到的硬度是HB220250HB。珩磨速度有两个方面珩磨头的圆周速度VT，上下往复速度VA，二者的合成速度则构成珩磨交叉网纹，形成网纹交叉角（33）10TTDNVMI（34）2AXL（35）INTAV（36）12TIG珩（37）1ATV式中珩磨头直径D珩磨头的转速AN珩磨头的往复运动频率T珩磨头的单行程长度XL珩磨速比I珩越大，角也越大，珩磨生产率高；反之越小，角越小生产率低，I珩I珩但加工表面质量可提高。珩磨所加工零件材料45号钢，材料经过调制处理达到HB220250HB。所加工零件的直径D120MM查机械设计加工工艺手册本次毕业设计立式内孔表面珩磨机的有关参数的确定如下圆周速度的参数为65140。MININ主轴转速N与切削速度V之间的关系缸套专用珩磨机总体设计8（38）10NRMINVD式中磨孔直径珩磨机是为适合多种零件加工而设计的，主轴需要的转速范围。若采用分级变速，则应确定转速分级数。根据转速与切削速度的关系式可知39MINTMINAX10RIVD310TAXMINRI则与的比值称为变速范围用表示。AXTNITMR磨削时上述数据可以折算出转速MINMINAX10I8276INTVRRD提高往复速度VA，可提高珩磨效率。珩磨机的特点之一是具有较高的往复速度（2035M/MIN）以便获得较大的网纹交叉角。当时，珩磨70效率最高10。可以看出最低转速NTMIN与NTMAX与切削速度，被加工孔径大小有关。在计算为最大情况下，常用孔径D值最小的数值。同理计算时要用较大的MAXVMINV数值。主轴转速数列在采用变速时，则Z级转速数列为N1,N2,N3NZ任意前口两级转速之间的关系为（311）NJJ1既J称为公比。机床主轴转速按等比数列分级，则各级转速为1MIN21N3211MAXNZZN最大相对转速损失率为MAXA（312）MAXA缸套专用珩磨机总体设计9则变速范围为RNMAXINNR则与的比值称为变速范围为MINAX287621R选026则级数ZLGRN/LG13则主轴转速分成3级，各级转速分别8276,128，22282RMINRIRMIN312选择电机根据所加工的零件的材料的条件，确定主电动机的功率，查机械加工工艺手册得计算公式（313）120FENVC（314）FAPECOS3COS45206式中珩磨油石工作压力820网纹交叉角泊松比027030A油石面积026FFPEC83103W1NVKC472PPE切床机床的机械效率取08床则电动机的选择为表2表32电动机的选择缸套专用珩磨机总体设计10型号同步转速MINR额定功率（）WK效率功率因数COS额定电流（A）额定转矩（NM）YD132M196040830665515313传动比分配已知主轴转速分成3级，分别为8276,128，22282RMINRIRMIN电机转速为8276R/MIN，故一级总传动比61782901总I二级总传动比5总三级总传动比343总I没级传动均为带传动加单级齿轮传动组成，为保证结构紧凑性及带轮不干涉，取带传动的传动比为，则各级齿轮传动的传动比为150I一级齿轮传动比68301I总二级齿轮传动比125702I总三级齿轮传动比368403I总32V带传动的设计321V带的基本参数1）确定计算功率CP已知；KW4MIN/960RN查机械设计基础表138得工况系数；21AK则KWPKAC84212）选取V带型号缸套专用珩磨机总体设计11根据、查机械设计基础图1315选用A型V带,CPMN3）确定大、小带轮的基准直径D（1）初选小带轮的基准直径MD801（2）计算大带轮基准直径DID24753021）（）（带圆整取，误差小于5，是允许的。M524）验算带速SMSNDVM/25,/351069843106带的速度合适。5）确定V带的基准长度和传动中心距中心距27021021DDA初选中心距M5（2）基准长度MADDALD816250416310643502022210对于A型带选用LD（3）实际中心距MAD4592816032006）验算主动轮上的包角1由AD35718012缸套专用珩磨机总体设计12得1209534710635180主动轮上的包角合适。7）计算V带的根数ZLARKPZC0，查机械设计基础表133得MIN/96NMMD16；KWP510（2），查表得；3I/0带，RMKWP10（3）由查表得，包角修正系数93193K（4）由，与V带型号A型查表得LD6L综上数据，得01493015462Z取合适。104Z8）计算预紧力（初拉力）F根据带型A型查机械设计基础表131得MKGQ/10NQVKZVPC12463251093525019）计算作用在轴上的压轴力QFNZFQ54239729153SIN6I10其中为小带轮的包角。1缸套专用珩磨机总体设计1310）V带传动的主要参数整理并列表带型带轮基准直径MM传动比基准长度MMA801D253151600中心距（MM）根数初拉力N压轴力N442424611239754322带轮结构的设计1）带轮的材料采用铸铁带轮（常用材料HT200）2）带轮的结构形式V带轮的结构形式与V带的基准直径有关。小带轮接电动机，较小，所以采用实心式结构带轮。MD80133齿轮传动的设计331传动参数计算（1）三级齿轮的传动比分别为一级齿轮传动比6831501I总二级齿轮传动比2702I总三级齿轮传动比36815403I总（2）输入轴功率为KWPV490（3）输入轴转速为763150IN（4）输入轴转矩为MN20489由于各级齿轮传动输入的功率、转速、扭矩相同，但一级齿轮传动比大，缸套专用珩磨机总体设计14因此本次设计以一级齿轮传动为例进行计算与校核。332选择齿轮材料、热处理方式和精度等级考虑到本设计切菜机传送件的功率，为一般机械，要求传动平稳，噪声小，故选用斜齿轮传动。大齿轮选用45号钢，小齿轮选用40CR，调质并表面淬火，HRC4045，选用7级精度。选小齿轮齿数Z124,大齿轮齿数Z248333按齿面接触强度设计（1）确定公式内的各计算数值1小齿轮传递的转矩MNT31202初选，则。19Z79682IZ3查2由材料硬度选择齿宽系数06。D4由表查得材料的弹性影响系数。2189MPAZE5）由图按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限；大MPAH601MIN齿轮的接触疲劳强度极限H502MIN6）应力循环次数81109241360HJLNN88229597接触疲劳寿命系数1HNK28计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，则有MPASHN601LIM11KH525902LI2（2）计算1）试算小齿轮直径，代入中较小的值T1DH缸套专用珩磨机总体设计1569750816341203213221HDTTZUTKDMM经查表，取MM7612）计算圆周速度VSMNDV75301641063计算齿宽BMM471D4计算齿宽与齿高之比H模数MM6712401ZDMT齿高MM53HT67053B5计算载荷系数根据V0753M/S,7级精度，由图查得动载系数；051VK直齿轮，；1FHK由表查得使用系数；A由表用差值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称布置时；3091HK由1067，查图得；故载荷系数HB3091HK251FK3745VA334按齿根弯曲强度设计弯曲强度设计公式为321MFSADYZKT缸套专用珩磨机总体设计16确定公式中的各计算数值由图查得小齿轮弯曲疲劳强度极限；大齿轮弯曲疲劳强度A501MPFE极限A3802MPFE由图取弯曲疲劳寿命系数8,21FNFNK计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S14,A57304185011MPSKFENF86222FEF计算载荷系数K3125051FVA查取齿形系数由表查得32,65221AFAFY查取应力校正系数由表查得691,821ASAS计算大、小齿轮的,并加以比较FY01379538621AFSY065823912AFSY设计计算67301524165M34根据模数系列查得M应取4；小齿轮齿数976Z1D大齿轮齿数08312I缸套专用珩磨机总体设计17335几何尺寸计算（1）计算分度圆直径MM；MM；76194DMZ28074D2MZ（2）计算中心距MM82021A（3）计算齿轮宽MM645701DB计算结果汇总如下序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z19，702模数M4MM3分度圆直径21DM280,764齿顶高AH45齿根高F56全齿高HM97顶隙C018齿顶圆直径21D28,49齿根圆直径43F7,610中心距AM134传动轴及轴上装置的设计341输入轴的设计（1）尺寸与结构设计计算1）高速轴上的功率P1,转速N1和转矩T1，KWP843MIN/763041RNMNT3120缸套专用珩磨机总体设计182）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。3PDCN根据机械设计表113，取，于是得12MD26730481该处开有键槽故轴径加大510，且高速轴的最小直径显然是安装带轮处的直径。为了使所选的轴直径与带轮的孔径相适应，故取；1D1MD281。ML5013）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（A）为了满足带轮的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度，取故取2段的直径，长度。DH075H3DML472B初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取0基本游隙组，标准精度M32级的深沟球轴承6207，故，轴承采用轴肩进行D57L273轴向定位，轴肩高度轴肩高度，取，因此，取。H05HMD4064C齿轮处由于齿轮分度圆直径，故采用齿轮轴形式，齿轮宽MD9271度B60MM，齿故取。另考虑到齿轮端面与箱体间距10MM以及两ML581级齿轮间位置配比，取，。L74L64）轴上零件的周向定位查机械设计表，带轮的平键截面。4578LHB（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为，根据机械设计（轴的MD92701设计计算部分未作说明皆查此书）式1014，则缸套专用珩磨机总体设计19NTGFDTTANTRT320613615COSCOS471923NP652）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取A值。对于30207型深沟球轴承，由手册中查得A15MM。因此，轴的支撑跨距为L172MM。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面C处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力F，NNH143NF126，NFNV237156C截面弯矩MMLNH8532MMLANV1432总弯矩MV6858222MAX扭矩T90缸套专用珩磨机总体设计203）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式155及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力60MPAWTMCA612828194643222已选定轴的材料为45CR，调质处理。由表151查得。因此70P1，故安全。1CA4）键的选择采用圆头普通平键A型（GB/T10961979）连接，联接联轴器的平键截面，。4578LHBMPAP10齿轮与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此6HR外选轴的直径尺寸公差为。M342输出轴（主轴）设计缸套专用珩磨机总体设计21（1）尺寸与结构设计计算1）低速轴上的功率P2,转速N2和转矩T2，KWP683MIN/7623RNMNT574232）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。3PDCN根据机械设计表113，取，于是得12MD7396833该处开有键槽故轴径加大510，且轴的最小直径显然是安装联轴器的直径。故取，。1DM401L5013）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（A）为了满足半联轴器的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度，取故取2段的直径，长度DH07H4MD68。ML32B初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取0基本游隙组，标准精度MD682级的深沟球轴承30214，其尺寸为，故217MTDD，考虑到还需安装档油环取，轴承采用轴D7063LL54,36，肩进行轴向定位，轴肩高度，取，因此，取。H0HD78C取安装齿轮处的轴的直径；齿轮左端与左轴承之间采用套筒D726定位。已知齿轮轮毂的宽度为90MM，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度ML86，取，则。因三根轴在箱体内的长度大致相等，取DH074HD05，。ML54L854）轴上零件的周向定位缸套专用珩磨机总体设计22查机械设计表偏心轮的平键截面；联接圆柱MLHB45128齿轮的平键截面MLHB0120（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知低速级齿轮的分度圆直径为，根据式1014，则D6342NTGFDTTANTRT21063576034COSCOS42951832）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取A值。对于30314型深沟球轴承，由手册中查得A21MM。因此，轴的支撑跨距为ML56921根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面B是轴的危险截面。先计算出截面B处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力FNN35941H722NFNV50239148B截面弯矩MMLN601MLMNV36252总弯矩MVH48242MAX扭矩T18950缸套专用珩磨机总体设计233）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式155及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，60轴的计算应力MPAWTMCA21601289548233222已选定轴的材料为45CR，调质处理。由表151查得。因此70P1，故安全。1CA4）键的选择（A）采用圆头普通平键A型（GB/T10961979）连接，查机械设计表，联接偏心轮的平键截面；联接圆柱齿轮的平键截MLHB4518面，。齿轮与轴的配合为，MLHB0120MPAP076HR缸套专用珩磨机总体设计24滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为。6M343轴承及键的校核和寿命计算（1）输入轴的轴承1）按承载较大的滚动轴承选择其型号，因支承跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承，轴承的预期寿命取为LH29200H由上面的计算结果有轴承受的径向力为FR134043N，轴向力为FA115990N，2）初步选择深沟球轴承6207，其基本额定动载荷为CR518KN，基本额定静载荷为C0R638KN。3）径向当量动载荷NFNVHR43061875432221211R859222动载荷为，查得，则有ARYFP406NR01391563由式135得AHRHLPCNL1045301239866016满足要求。（2）输入轴的键1）选择键联接的类型和尺寸带轮处选用单圆头平键，尺寸为MLHB45782校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为MPAP120键的工作长度MBL412851，合适PPMADLKT02131（3）输出轴的轴承缸套专用珩磨机总体设计251）选择的深沟球轴承6212，尺寸为，基MTDD2106本额定动载荷。NC402）当量动载荷前面已求得，FNH3190FNH210852NFV8231NV623轴承1、2受到的径向载荷为NVHR9221211NFR6783085222轴承1、2受到的轴向载荷为查简明机械工程手册表7739得1YNYFRD93506121RD782FDA93501N22轴承的当量动载荷为ARPFYXF按机械设计查得21PFNFFARP8129350640111YXR3778223）验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力验算。21P对于滚子轴承，。3/0HCNLH450288124076603/113缸套专用珩磨机总体设计26减速器的预定寿命HLH4802301，合适。（4）输出轴的键1）选择键联接的类型和尺寸偏心轮处选用单圆头平键，尺寸为MLHB4518圆柱齿轮处选用普通平头圆键，尺寸为。L80202校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为。MPAP120键的工作长度，MBL36218451L702，合适PPMADLKT5072131PPL2025163232缸套专用珩磨机总体设计27第四章液压进给系统设计41确定主要参数411工作压力的确定执行元件的工作压力可以根据负载循环图中的最大负载来选取，也可以根据主机的类型了确定（见表31和表32）。表31按负载选择执行元件的工作压力负载/KN50工作压力/MPA08115225334455表32各种机械常用的系统工作压力机床设备类型磨床组合机床龙门刨床拉床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械等工作压力0820352881010162032所设计的珩磨机在工进时负载最大，其值为8000N，参考表31和表32按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法。初选液压缸的工作压力，背压MPAP21MPAP402412液压缸内径D和活塞杆直径D的确定为了节省能源宜选用较小流量的油源。利用单活塞缸差动连接满足快进速度的要求，由此求得液压缸无杆腔面积为2462111051908MNPFAMD2544由计算所得的液压缸内径D按表34圆整到相近的标准直径，以便采用标缸套专用珩磨机总体设计28准的密封元件。表34液压缸内径尺寸系列GB23481980MM810121620253240506380（90）100（110）125（140）160（180）200（220）250320400500630注括号内数值为非优先选用值故液压缸内径取标准值MD90活塞杆的直径D5465）（由计算所得的活塞杆直径按表35圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封元件。表35活塞杆直径系列GB23481980MM45681012141618222252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400故液压缸内径取标准值MD5042液压系统的设计421确定液压系统方案珩磨机液压系统的特点是在行程中压力变化很大，所以在行程中不同阶段保证达到规定的压力是系统设计中首先要考虑的。确定珩磨机的液压系统方案时要重点考虑下列问题（1）快速行程方式珩磨机液压缸的尺寸较大，在快速下行时速度也较大，大流量的油液如果由液压泵供给；则泵的容量会很大。珩磨机常采用的快速行程方式可以有许多种，本机采用自重快速下行方式。因为压机的运动部件的运动方向在快速行程中是垂直向下，可以利用运动部件的重量快速下行；在压力机的最上部设计一缸套专用珩磨机总体设计29个充液筒（高位油箱），当运动部件快速下行时高压泵的流量来不及补充液压缸容积的增加，这时会形成负压，上腔不足之油，可通过充液阀、充液筒吸取。高压泵的流量供慢速珩磨和回程之用。此方法的优点为不需要辅助泵和能源，结构简单；其缺点为下行速度不易控制，吸油不充分将使升压速度缓慢，改进的方法是使充液阀通油断面尽量加大，另外可在下腔排油路上串联单向节流阀，利用节流造成背压，以限制自重下行速度，提高升压速度。（2）减速方式珩磨机的运动部件在下行行程中快接近制件时，应该由快速变换为较慢的珩磨速度。减速方式主要有压力顺序控制和行程控制两种方式；压力顺序控制是利用运动部件接触制件后负荷增加使系统压力升高到一定值时自动变换速度；某些工艺过程要求在运动部件接触制件前就必须减速，本例珩磨轴瓦工艺就有这个要求，这时适合选用行程减速方式。本系统拟选用机动控制的伺服变量轴向柱塞泵（CCY型）作动力源，液压泵的输出流量可由行程挡块来控制，在快速下行时，液压泵以全流量供油，当转换成工作行程（珩磨）时，行程挡块使液压泵的流量减小，在最后20MM内挡块使液压泵流量减到零；当液压缸工作行程结束反向时，行程挡块又使液压泵的流里恢复到全流量。（3）珩磨压力及保压在珩磨行程中不同阶段的系统压力决定于负载，为了保证安全，应该限制液压系统的最高压力，本系统拟在变量泵的压油口与主油路间并联一只溢流阀作安全阀用。有时珩磨工艺要求液压缸在珩磨行程结束后保压一定时间，保压方法有停液压泵保压与开液压泵保压两种，本系统根据压机的具体情况拟采用开液压泵保压；此法的能量消耗较前一种大。但系统较为简单。（4）泄压换向方法珩磨机在珩磨行程完毕或进入保压状态后，主液压缸上腔压力很高，此时由于主机弹性变形和油液受到压缩，储存了相当大的能量。工作行程结束后反向行程开始之前液压缸上腔如何泄压（控制泄压速度）是必须考虑的问题，实践已证明，若泄压过快，将引起剧烈的冲击、振动和惊人的声音，甚至会因液压冲击而使元件损坏。此问题在大型珩磨机中愈加重要。缸套专用珩磨机总体设计30各种泄压方法的原理是在活塞回程之前，当液压缸下腔油压尚未升高时，先使上腔的高压油接通油箱，以一定速度使上腔高压逐步降低。本例采用带阻尼状的电液动换向阀，该阀中位机能是H型，控制换向速度，延长换向时间，就可以使上腔高压降低到一定值后才将下腔接通压力油（见图15）。此法最为简单，适合于小型压机。422液压原理图的拟定（1）绘图液压原理图在以上分析的基础上，拟定的液压系统原理图如图15所示。缸套专用珩磨机总体设计31图15珩磨机液压系统原理图423液压元件的选型1液压泵的选择由工况图可知，整个工作循环过程中液压缸的最大工作压力为20MPA。选取油路总压力损失为03MPA。则泵的最大工作压力为MPAP320其次确定液压泵的最大供油量，液压缸所需的最大流量为382L/MIN，若取系统泄漏系数K105，则泵的流量为MIN/14023851LQP根据以上压力和流量的数值查产品目录，选用YB163/63型的双联齿轮泵，其额定压力为63MPA，容积效率085，总效率，所以驱动该泵的电80P动机的功率可由泵的工作压力和输出流量求出由于液压缸在快退时输入功率最大，如果取泵的效率为，这时驱P动液压泵所需电动机功率为WPP835043根据此数据查阅电动机产品目录，选择Y90S6型电动机，其额定功率，额定转速。N750MIN/91RN2液压阀及辅助元件的选择1）阀的规格根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也允许有20以内的短时间过流量。2）阀的型式，按安装和操作方式选择。表37液压元件型号及规格（GE系列）序号名称通过流量型号及规格缸套专用珩磨机总体设计321滤油器1147XLX06802齿轮泵975CB503单向阀4875AF3EA10B4外控顺序阀4875XF310B5溢流阀3375YF310B6三位四通电磁换向阀97534EF3YE10B7单向顺序阀1157AXF310B8液控单向阀1157YAF3EA10B9二位二通电磁换向阀82122EF3E10B10单向调速阀975AQF3E10B11压力表Y100T12压力表开关KF3E3B13柴油机Y90S63蓄能器的选择根据蓄能器在液压系统中的功用，确定其类型和主要参数。1）液压执行元件短时间快速运动，由蓄能器来补充供油，其有效工作容积为式中A液压缸有效作用面积（M2）；L液压缸行程（M）；K油液损失系数，一般取K12；QP液压泵流量（M3/S）；T动作时间（S）2）作应急能源，其有效工作容积为式中要求应急动作液压缸总的工作容积（M3）。有效工作容积算出后，根据有关蓄能器的相应计算公式，求出蓄能器的容缸套专用珩磨机总体设计33积，再根据其他性能要求，即可确定所需蓄能器。4管道尺寸的确定1）管道内径计算式中Q通过管道内的流量（M3/S）；管内允许流速（M/S），见表38计算出内径D后，按标准系列选取相应的管子。2）管道壁厚的计算表38允许流速推荐值管道推荐流速/（M/S）液压泵吸油管道0515，一般常取1以下液压系统压油管道36，压力高，管道短，粘度小取大值液压系统回油管道1526式中P管道内最高工作压力（PA）；D管道内径（M）；管道材料的许用B管道材料的抗拉强度（PA）；N安全系数，对钢管来说，P7MPA时，取N8；P175MPA时，取N6；P175MPA时，取N4。5油箱容量的确定初始设计时，先按经验公式（31）确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。油箱容量的经验公式为VQV式中QV液压泵每分钟排出压力油的容积（M3）；经验系数，见表39。表39经验系数缸套专用珩磨机总体设计34系统类型行走机械低压系统中压系统锻压机械冶金机械12245761210在确定油箱尺寸时，一方面要满足系统供油的要求，还要保证执行元件全部排油时，油箱不能溢出，以及系统中最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限度。43液压系统的验算431压力损失的验算运动部件工作进给时的最大速度为12M/MMIN。进给时的最大流量为1473L/MIN。则液压油在管内流速V1为V1CM/MIN8330CM/MIN139CM/MIN24QD32170管道流动雷诺数为1RE1111EVD39252300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数06817RE1进油管道BC的沿程压力损失为PA1PA2VLD22901370681查阅换向阀4WE6E50/AG24的压力损失PA。忽略油液通12PA650过管接头、油路板等处的局部压力损失，则进油路总压力损失为1PPAPA1P1A2P6601506432发热温升的验算在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，为了简化计算，注意考虑工进时的发热量。一般情况下工进速度大时发热量大，由于限压式变量泵在流缸套专用珩磨机总体设计35量不同时，效率相差极大，所以分别计算最大、最小时的发热量，然后加以比较，取数值最大者进行分析。当V10CM/MIN时0785L/MINQ2301/MIN4307851/MIN此时泵的效率为01，泵的出口压力为32MPA，则有KW042KWP输入32785601FVKW0034KW输出2301此时的功率损失为（0718041KW031KWPP输入输出可见在工进速度低时，功率损失为0386KW，发热量最大。假定系统的散热状况一般，取KKW/,油箱的散热面积A3102CM为A0065006519223V236M2系统的温升为201TPK308192对于一般机械允许温升2530，数控机床油液温升应该小于25，工程机械等允许的温升为3540。验算表明系统的温升在许可范围内，不必采取其他的冷却措施。44液压油缸设计液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。所以设计时，可用类比法来确定。同上，以提升液压缸为例进行设计。前述已确定液压缸的工作压力，缸筒内径D90MM，活塞杆外径D50MM。MPAP2缸套专用珩磨机总体设计36441液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚一般指液压缸中最薄处的厚度。从材料力学可以知道，承受内压力的圆筒，其内应力分别规律因为壁厚的不同而各异。一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚的比值D/10的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机