活塞环斜端面全自动磨床磨头的设计

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1、活塞环斜端面全自动磨床磨头的设计　　摘要：本文主要是对活塞环斜端面全自动磨床磨头的设计，首先进行了整体方案设计，然后从主轴电机，楔形带，主轴，步进电机，滚珠丝杆，轴承，联轴器，等方面对磨床磨头进行设计、计算、选型。　　关键词：活塞环；磨床；磨头　　活塞环是用于??入活塞槽沟内部的金属环，活塞环分为两种：压缩环和机油环。压缩环可用来密封燃烧室内的可燃混合气体；机油环则用来刮除汽缸上多余的机油。活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内。往复和旋转运动的活塞环，依靠气体或液体的压力差，

2、在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。本文主要对活塞环斜端面的磨床磨头进行设计。　　1.设计要求　　本课题是对活塞环斜端面磨床磨头进行设计，　　（1）要求实现磨削进给运动，磨头旋转运动，磨削切削运动；　　（2）要求运动精确、稳定，操作方便、快捷。　　（3）快速进给速度0.2m/s；最大行程450mm；加减速时间0.15s。　　2.磨床磨头设计　　首先根据设计要求对磨头的总体方案进行设计，设计结果如图1所示。　　动作简述：6　　三相异步电机通过楔形带传动带动主轴作旋转运动，砂轮固定在主轴末端，与轴为过盈配

3、合，因此实现砂轮的旋转运动，整个装置固定在工作台上；直流电机通过联轴器带动丝杠运动，丝杠通过丝杠螺母将旋转运动转化为直线运动传递连接件，连接件带动整个工作台做直线运动，从而实现砂轮的进给运动。　　接下来将从主轴电机，楔形带，主轴，步进电机，滚珠丝杆，轴承，联轴器，等方面对磨床磨头进行设计、计算、选型。　　2.1主轴电机的选择　　主轴电机主要是为磨头的旋转磨削运动提供动力，目前，我国高速磨头电机的最高转速可以达到50000r/min～60000r/min，这种电机驱动的磨头的精度可以达到5um以内，本设计磨削精度不需要

4、那么高，一般磨床磨头的转速足以。Y系列电动机效率高，节能，堵转转矩高、噪声低、振动小、运行安全可靠。本设计选择的电机型号为Y100L-2，额定功率P=3KW，转速2880r/min，电机相关参数如表一所示。　　表一Y100L-2电机相关参数　　2.2楔形带选择　　电机的转速为2880r/min，为了能把转速更多的传递给主轴，采用传动比为1.03，根据楔形带选型相关公式进行计算，最后得出所选小带轮直径为150mm，大带轮直径为160mm，带速为22.6m/s，带的有效长度为1600mm，带轮中心距为566mm，每根楔形

5、带所传递的功率为0.98KW，所需要的楔数为5。6　　楔形带传动使用一段时间之后，就会因带磨损变形出现一定程度的松弛，为了保证带传动正常进行，需要定期检查带的松弛程度，按情况选择合适的张紧装置。常见的张紧装置有定期张紧装置，自动张紧装置，张紧轮的张紧装置，本设计因为中心距不能调节，所以选用张紧轮的张紧装置。为了安全起见，楔形带传动装置应该用安全罩保护起来。　　2.3主轴的计算　　根据以上电机的选型情况，对主轴相关参数进行计算。　　式中：τT―扭转切应力，Mpa；　　P―轴传递的功率，因为电机功率为3Kw，效率为82%

6、，所以轴传递功率为2.46Kw；　　n―轴的转速，r/min。　　这是理论计算出来的轴的最小直径，实际使用中考虑到各种因素的影响，轴的直径一定比理论值大，本文中选取轴的直径为50mm。　　2.4步进电机的选择　　步进电机是为滚珠丝杆提供动力，所以步进电机的选择至关重要，根据经验，选择EDSMT-2T110-040A型号，额定功率P=1.2Kw，额定转速n=30000r/min。　　2.5滚珠丝杆的计算与选择　　根据总体设计方案，设计要求和以上的计算结果计算滚珠丝杆的先关参数。　　滚珠丝杆的导程：　　式中：Ph―导程，

7、mm；　　Vmax―快速进给速度，m/min；　　nmax―步进电机转速，r/min；6　　i―传动比。　　根据机械设计手册滚珠丝杆相关公式进行计算，得到、最小螺纹底径d2m=4.7mm，预期额定动载荷Cam=1534N，根据Ph、d2m、Cam选择滚珠丝杆的型号为FF2004-3，D=20MM，Ph=4mm。　　最后所选　　2.6轴承的选择　　角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高。高精度和高速轴承通常取15度接触角。所以本论文选用角接触球轴承，主轴和滚珠丝杆各

8、用两对轴承来支撑，根据直径的不同，选择型号，主轴安装轴承轴颈为60，选择型号为7012C，内径为60，外径为95.滚珠丝杆轴端轴颈为17，选择型号为7203C，内径为17，外径为40。　　2.7联轴器的选择　　联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对对中，而是存在着某种程度的相对位移，这就要