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1、所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。1绪论1.1磨床简介磨床(gri nder,gri nding machi ne)是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其 他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、 花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨 削等。十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工， 英国、德国和美国分别
2、研制出使用天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床 如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动， 要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。1876年在巴黎博览会展出的美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有 现代磨床基本特征的机械。它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，箱形床身 提高了机床刚度，并带有内圆磨削附件。1883年，这家公司制成磨头装在立柱上、工作 台作往复移动的平面磨床。1900年前后，人造磨料的发展和液压传动的应用，对磨床的发展有很大的推动作用。 随着近代工业特别是汽车工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如20世纪
3、初,先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床和带电磁吸盘的活塞环 磨床等。自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。到了 1920年前后，无心磨床、双端面 磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用；50年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达 6080米/秒的高速 磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等 技术在磨床上得到了广泛的应用。随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展， 磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。1.2磨床的分类磨床可分为十余种：1、
4、外圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨 床。2、内圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨 床。3、座标磨床：具有精密座标定位装置的内圆磨床。4、无心磨床：工件采用无心夹持，一般支承在导轮和托架之间，由导轮驱动工 件旋转，主要用于磨削圆柱形表面的磨床。5、平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。6、砂带磨床：用快速运动的砂带进行磨削的磨床。7、珩磨机：用于珩磨工件各种表面的磨床。8、研磨机：用于研磨工件平面或圆柱形内，外表面的磨床。9、导轨磨床：主要用于磨削机床导轨面的磨床。10、工具磨床：用于磨削工具的磨床。11、多用磨床：用于磨削圆柱、圆锥
5、形内、外表面或平面，并能用随动装置及 附件磨削多种工件的磨床。12、专用磨床：从事对某类零件进行磨削的专用机床。按其加工对象又可分为：花 键轴磨床、曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床、曲线磨床等。1.3国内外磨床的现状1.3.1机床的模块化设计从最早的德国在1930年首先提出的“模块化构造”的设计方法到本世纪5 0年代欧美一些国家正式提出所谓“模块化设计”的概念，机床的模块化设计愈来愈受到重视。并己形成较成熟的模块化系统，取得了很好的经济效益，因而采用模块化设计在世 界各地得到了迅速发展。采用模块化设计产品有下列优点：1、产品更新换代快；2、可以缩短设计和制造周期；3、可以降低成本；4、维
6、修方便；5、产品性能可靠。这种方法可以提高机床设计的柔性和可变性。1.3.2新型砂轮材料的应用带来磨削技术的变革刀具磨削加工是高速、高精度的成形磨削，这也是生产中的关键问题。成形磨削有 两个难题：一是砂轮质量，主要是砂轮必须同时具有良好的自砺性和形廓保持性，而这 两者往往是有矛盾的；二是砂轮修整技术，即高效、经济的获得所要求的砂轮形廓和锐 度，国外现己采用高精度金刚石滚轮来修整砂轮，并开发了连续修整成形磨削新工艺， 效果较好。磨削加工最基本的特点之一，是磨料粒度很小，由于磨料的内聚性，使用普通的方 法，难以制造出均匀一致的细粒度砂轮。 应用电泳沉积10-2 Onm超细粒度磨料形成磨料 粒，是值
7、得注意的新技术。近年来低压化学气相沉积（CVD ）金刚石膜，发展速度迅速。为了生产出质量更高的砂轮，各国都在积极改进传统的粘结剂，以便生产出适合不 同要求的CBN砂轮。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。2磨床传动方案的分析确定机械传动装置位于原动机和工作机之间，用以用以传递运动和动力或改变运动方 式。传动方案设计是否合理，对整个机械的工作性能、尺寸、重量和成本等影响很大， 因此，传动方案的设计是整个机械设计中的关键环节。2.1磨床对传动方案的要求合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，其次还应满足工作可靠、结构简 单、尺寸
8、紧凑、传动效率高、重量轻、成本低廉、工艺性好、使用和维护方便等要求。 任何一个方案，要同时满足以上所有要求是时分困难的，因此要统筹兼顾，满足最主要 的和最基本的要求。2.2磨床传动方案的拟定满足同一工作机功能要求，往往可采用不同的传动机构，不同的组合和布局，从而 可得出不同的传动方案。拟定传动方案时，应充分了解各种传动机构的性能及适用条件, 结合工作机所传递的载荷性质和大小、运动方式和速度以及工作条件等，对各种传动方 案进行分析比较，合理的选择。本次设计的任务主要是磨床主传动系统的结构设计。下面提出几个方案进行比较：1、齿轮传动 齿轮传动具有承载能力大、效率高、允许速度高、尺寸紧凑、寿命 长等
9、特点，因此在传动装置中一般应首先采用齿轮传动。由于斜齿圆柱齿轮传动的承载 能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好，故在高速级或要求传动平稳的场合，常采用斜齿 圆柱齿轮传动。2、带传动 具有传动平稳、吸振等特点，且能起过载保护作用。但由于它是靠摩 擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，传动结构尺寸较大。3、链传动 由于工作时链速和瞬时传动比呈周期性变化，运动不均匀、冲击振动 大，一般布置在传动系统的低速级。经过分析，决定采用斜齿圆柱齿轮传动，经过一级变速达到设计效果。3总体设计3.1电动机的选择3.1.1电动机类型的选择电动机的类型和结构形式应根据电源种类、工作条件、工作时间的长短及载荷的性质、大小、
10、启动性能和过载情况等条件来选择。工业上一般采用三相交流电动机。丫系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用广泛。 本次设计采用丫系列三相异步电动机。3.1.2电动机功率的选择电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性能都有影响。功率选得 过小，不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏；功率选得过大，则 电动机的价格高，且经常不在满载下运行，电动机效率和因数都较低，造成很大的浪费。电动机功率的确定，主要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有关。对于长期 稳定工作的机械，可根据电动机所需功率Pd来选择，而不必校验电动机的发热和启动力 矩。选定磨
11、床砂轮型号尺寸为 250X 25X 75,同时确定砂轮转速为1450r/min。工作机有效功率：FW=Fv/1000 n w根据砂轮转速及尺寸可确定v=18.84m/s ,其中F=250N n w=1，因此，FW=Fv/1000 n w=250X 18.84/1000 X 1=4.71kW计算电动机所需功率：首先确定传动装置的总效率n。设各效率分别为n1 （8级闭式齿轮传动）、n 2 （滚动轴承）、n 3 （弹性联轴器）。查机械设计课程设计表2-2得：n 1=0.97、n 2=0.98、n 3=0.99，总效率2n = n 1 n 2 n 3=0.97 X 0.98 X 0.99=0.92电动
12、机所需功率为：Pd=RJ n =4.71/0.92=5.12kW由机械设计课程设计表16-1选电动机额定功率5.5kW3.1.3电动机转速的选择同一功率的异步电动机有同步转速3000、1500、1000、750r/min 等几种。一般来说，电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，外轮廓尺寸愈小，价格愈低。反之，外轮 廓尺寸愈大，价格愈贵。当工作机转速较高时，选用高速电动机较经济。选电动机的同步转速 3000r/min，工作机转速nw=1450r/min，总传动比i=nn w表3.1电动机相关数据型号额定功率同步转速满载转速传动比Y132S1-25.5kW3000r/mi n2900r/mi n2查
13、机械设计课程设计表16-2知电动机机座中心高132mm外伸轴径38mm外伸轴长度80mm3.2传动装置运动和动力计算3.2.1各轴转速计算ni=n f2900r/mi nn n=nw=1450r/m in3.2.2各轴输入功率Pi=Pdn 2 n 3=4.92 X 0.99 X 0.98=4.77KwPn =Pi n 1 n 2=4.77 X 0.97 X 0.98=4.53Kw3.2.3各轴输入转矩Ti =9550Pi /n i =9550X 4.77/2900=15.71NmTn=9550R/n n =9550X 4.53/1450=29.84Nm表3.2各轴动力与运动参数轴号转速功率转矩
14、传动比I2900r/mi n4.77kW15.71Nm2n1450r/mi n4.53kW29.84Nm4传动零件的设计计算4.1齿轮的设计齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达 数十万千万，圆周速度可达200m/s。齿轮传动的主要特点有：1、 效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高。2、 结构紧凑在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。3、 工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分 可靠，寿命可长达一、二十年，这也是其他机械传动所不能比拟的。4、 传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动广泛应用
15、， 也是由于具有这一特点。4.1.1齿轮各参数的设计计算选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数由齿轮的失效形式可知，设计齿轮传动时，应使齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、 抗胶合及抗塑性变形的能力，而齿根要有较高的抗折断能力。因此，对齿轮材料性能的 基本要求为齿面要硬、齿芯要韧。1 、初选直齿圆柱齿轮试算2 、选定齿轮精度为7级精度3、材料的选择由机械设计表10-1选小齿轮材料为45钢，调质，硬度235HBS大齿轮材料45钢，正火，硬度190HBS硬度差为45HBS4 、初选小齿轮齿数 乙=24,则大齿轮齿数 乙=iZ1=24X 2=48,u=25、按齿面接触强度计算d1t 2.32 3 KJ u 1 zeY d uH(1) 确定公式内各数值1) 试选载荷系数K=1.32) 计算小齿轮传递的转矩Ti=Ti=15.71Nm=1.57lx 104Nmm3）由机械设计教材表10-7选齿宽系数d=14）由机械设计教材表10-6查得材料弹性影响系数Ze=189.8 MPa5）由机械设计教材图10-21d按齿
