一種新型金相試樣拋光機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、新型金相試樣拋光機(jī)的設(shè)計(jì)目 錄摘 要.iabstract.ii1 緒論.11.1 設(shè)計(jì)的目的和意義 .11.2 金相試樣拋光機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究狀況 .11.2.1 國(guó)外拋光機(jī)的性能與特點(diǎn).11.2.2 國(guó)內(nèi)拋光機(jī)的性能與特點(diǎn).21.2.3 討論.22 金相試樣拋光機(jī)設(shè)計(jì)思想及方案確定.42.1 設(shè)計(jì)要求 .42.2 金相試樣拋光機(jī)整體方案的確定 .42.2.1 金相試樣拋光機(jī)類型分析.42.2.2 金相試樣拋光機(jī)方案比較.52.2.3 綜合考慮選出最佳設(shè)計(jì)方案.63 金相試樣拋光機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì).73.1 動(dòng)力頭的設(shè)計(jì) .73.2 加減壓機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì) .93.3 齒輪箱的設(shè)計(jì) .103.3.1 齒輪設(shè)

2、計(jì).103.3.2. 齒輪軸的設(shè)計(jì).153.3.3 絲杠的設(shè)計(jì).173.4 電機(jī)的計(jì)算選擇.203.5 拋光盤動(dòng)力源電機(jī)的計(jì)算選擇.213.6 帶輪的計(jì)算選擇.224 夾具設(shè)計(jì).245 金相試樣拋光機(jī)調(diào)速部分設(shè)計(jì).255.1 顯示面板設(shè)計(jì) .255.2 金相試樣拋光機(jī)控制系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)思想.265.3 伺服電機(jī)的調(diào)速研究 .266 總結(jié).29參考文獻(xiàn).30致謝.31i摘摘 要要為了提高金相拋光機(jī)的加工效率，保證加工工件的平行度，本文在研究和分析了傳統(tǒng)拋光機(jī)工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電控系統(tǒng)和主軸調(diào)速系統(tǒng)。本文主要就拋光壓力、拋光速度兩個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)作了詳細(xì)的描述?？蓪?shí)現(xiàn)拋光盤轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)可控。并研究

3、出一種先進(jìn)的加壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能使夾具上的壓力靈活調(diào)整，從而系統(tǒng)可根據(jù)不同的試樣調(diào)整加壓機(jī)構(gòu)，給定合適的拋光壓力。實(shí)現(xiàn)拋光壓力持續(xù)可調(diào)。并實(shí)現(xiàn)拋光盤轉(zhuǎn)速緩升穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速緩減的運(yùn)行模式。目的是預(yù)防工件在加速、減速工況下破碎及平滑加工平面的實(shí)現(xiàn)。盡量用軟件來代替了硬件，降低了成本，使系統(tǒng)更加小巧輕便。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎，技術(shù)先進(jìn)，具有很高的性能價(jià)格比，采用機(jī)電一體化技術(shù)，適合國(guó)情，符合國(guó)際發(fā)展動(dòng)態(tài)，但設(shè)計(jì)高自動(dòng)化、低成本的適合我國(guó)國(guó)情的金相試樣拋光機(jī)仍然面臨有待攻克的難題，提高各項(xiàng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)仍是今后拋光機(jī)設(shè)計(jì)需解決的主要內(nèi)容。關(guān)鍵詞:金相試樣拋光機(jī);電氣控制;拋光iiabstractto imp

4、rove the metallographic sample polishing machine lapping efficiency and work piece parallelism，on the basic of analyzing and researching traditional lapping of double-sides lapping technology, electric and speed control systems are designed. the purpose of this was to prevent the work piece from bro

5、ken while accelerating and realizing the flat surface. replaced the hardware with the software，lowered the cost and made the system deft. the design of this system was novel, the technique was advanced, had the very high function price compare, adopted the electric control systems technique, was fit

6、 for the state of our nation, was fit for the international development status. but design the polishing machine with the high automation, low cost and keeping with our country step still need face the tickler waiting to resolve, increasing various technique and economic index is still the main cont

7、ents in the polishing machine designing. keywords: metallographic sample polishing machine: electric control systems: polish本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31 緒論1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義材料是人類生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，它可以直接反映出人類文明的程度。金屬材料的力學(xué)性能不僅與它的化學(xué)成分有關(guān)，也與它的組織結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。了解它們之間的關(guān)系并掌握它們之間的變化規(guī)律，進(jìn)行正確的金相分析是有效使用材料所必需的。 要進(jìn)行金相分析，就必須制備能用于微觀觀察檢驗(yàn)的樣品金相試樣。通常，金相試

8、樣制備要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：取樣、鑲嵌、磨光(粗磨和細(xì)磨 )和拋光。每項(xiàng)操作都必須嚴(yán)格細(xì)心因?yàn)槿魏坞A段的失誤都可能影響以后的步驟，在極端的情況下，不正確的制作可能造成假組織，從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。金相試樣的制備是通過切割機(jī)、鑲嵌機(jī)、磨/拋光機(jī)來完成的。金相試樣的最終質(zhì)量是由拋光工順序決定的，拋光是金相制取試樣過程中至關(guān)重要的一環(huán)。拋光是將試樣上磨制產(chǎn)生的磨痕及變形層去掉，使其成為光滑鏡面的最后工序。拋光試樣的方法有 機(jī)械拋光、電解拋光、化學(xué)拋光以及復(fù)合拋光等。機(jī)械拋光是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的拋光方法，其正確的工藝和操作方法是在保證獲得優(yōu)質(zhì)的試樣和其他條件 (如邊緣保留及石墨和夾雜物保留等 )的情況下

9、具有最高的拋光速率選擇可靠性高的金相試樣拋光機(jī)，可以提高制樣效率和質(zhì)量，減少試樣廢品率，從而降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，獲得樣品質(zhì)量的高度一致性。1.2 金相試樣拋光機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究狀況1.2.1國(guó)外拋光機(jī)的性能與特點(diǎn)目前，國(guó)外生產(chǎn)金相設(shè)備的廠家主要有丹麥的struers公司和美國(guó)的buehler公司拋光機(jī)是他們的主要產(chǎn)品之一。struers公司為金相制備和分析提供了一種全新的高本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4效、高再現(xiàn)性自動(dòng)控制系統(tǒng)。它的主募研磨拋光產(chǎn)品有maps、abrapol10、abraplani0、abramin辭。不同的系統(tǒng)可以適應(yīng)不同的操作環(huán)境。這些系統(tǒng)一般由一個(gè)或幾個(gè)制備單元組成，每個(gè)單元包括

10、研磨平臺(tái)、清潔平臺(tái)、干燥平臺(tái)，可以高效快速的完成制備任務(wù)。buehler公司的產(chǎn)品從研磨到最后拋光整個(gè)過程全自動(dòng)完成，可以設(shè)置50個(gè)常用工作程序，操作界面友好， 彩色液晶顯示，觸摸式操作，整個(gè)過程的每個(gè)工序之間都進(jìn)行夾持器和樣品的清洗與烘干，充分保證了樣品制備的高效與高質(zhì)性，操作過程的全自動(dòng)化模式，節(jié)省了人工并有效的提高了效率與質(zhì)量。上述兩家公司的產(chǎn)品價(jià)格昂貴，每臺(tái)價(jià)值均在10000美元以上，耗資巨大且配件消耗和材料仍需進(jìn)口，不適合我國(guó)國(guó)情。1.2.2國(guó)內(nèi)拋光機(jī)的性能與特點(diǎn)國(guó)內(nèi)目前其它廠家的產(chǎn)品多為手工操作，生產(chǎn)效率低、安全性差。多數(shù)機(jī)型的拋光盤為單盤或雙盤，有水龍頭，但冷卻條件差，由于冷卻條

11、件差，試樣表面易發(fā)熱變灰暗，而且會(huì)繼續(xù)增厚形變擾動(dòng)層，對(duì)快速拋光好試樣帶來麻煩；拋光盤轉(zhuǎn)速固定不變。而金相試樣制各過程不允許組織變形，軟相(石墨)脫落，硬相(碳化物)浮雕拋光后試樣表面應(yīng)光亮如鏡，無磨痕，為此不同性質(zhì)的材料，需采取不同措施。如：拋光鑄鐵試樣時(shí)，試樣在拋光過程中應(yīng)不斷旋轉(zhuǎn)，盡量縮短拋光時(shí)間。而拋光鋁制試樣時(shí)，需采用較輕的壓力和適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速(400rmin)方可保證不出現(xiàn)變形層有的機(jī)型則采取變頻無級(jí)變速1000rmin50rmin，轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示，但拋光為手動(dòng)操作，在手工操作中，壓力的大小僅憑手感控制，沒有被量化，因此制樣效率，準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性均不易保證。如南京測(cè)控科學(xué)器材設(shè)各有限公司的

12、變頻調(diào)速拋光機(jī)，上海金相機(jī)械設(shè)備有限公司pw-i金相試樣拋光機(jī)。1.2.3討論縱觀國(guó)內(nèi)外拋光機(jī)的狀況，國(guó)內(nèi)研發(fā)的拋光機(jī)在性能和外觀等方面還存在一定差距。例如，國(guó)內(nèi)研制的拋光機(jī)多數(shù)機(jī)型的拋光盤為單盤或雙盤，有水龍頭，但冷卻條件差。由于冷卻條件差，試樣表面易發(fā)熱變灰暗，而且會(huì)繼續(xù)增厚形變擾動(dòng)層，對(duì)快速拋光好試樣帶來麻煩；拋光盤轉(zhuǎn)速固定不變，而金相試樣制備過程不允許組織變形，軟相(石墨)脫本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5落，硬相(碳化物)浮凸，拋光后試樣表面應(yīng)光亮如鏡、無磨痕。為此，不同性質(zhì)的材料，需采取不同措施。而國(guó)外研制的全自動(dòng)拋光機(jī)，能夠自動(dòng)控制冷卻液的流量，整個(gè)操作過程采用全自動(dòng)化模式，節(jié)省了人工并有

13、效地提高了研究效率與質(zhì)量。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）62 金相試樣拋光機(jī)設(shè)計(jì)思想及方案確定2.1設(shè)計(jì)要求金相試樣拋光機(jī)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的要求有：精度高、運(yùn)行平穩(wěn)、工作可靠，具有良好的伺服性能。面對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則要求：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，以減小機(jī)械負(fù)載，避免對(duì)系統(tǒng)造成不良影響；剛度大，有利于減小動(dòng)力損失，提高固有頻率，增加閉環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性；阻尼合適。金相試樣拋光機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的要求有：能對(duì)壓力進(jìn)行控制。因?yàn)樵嚇訏伖膺^程要求動(dòng)力頭能帶動(dòng)夾具上升和下降實(shí)現(xiàn)壓力增大和減??；能夠按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力；磨拋一定時(shí)間后能自動(dòng)降低夾具上的彈性力。能對(duì)時(shí)間進(jìn)行控制。拋光時(shí)間過長(zhǎng)，試樣質(zhì)量無法保證，時(shí)間過短達(dá)不到拋光質(zhì)量。能對(duì)

14、拋光速度控制。對(duì)不同材質(zhì)的試樣，需不同的拋光速度，方可保證材料的真實(shí)組織。2.2金相試樣拋光機(jī)整體方案的確定2.2.1金相試樣拋光機(jī)類型分析拋光按其原理可以分為機(jī)械拋光，電解拋光，化學(xué)拋光，以及復(fù)合拋光。(1)機(jī)械拋光機(jī)械拋光是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的拋光方法，其正確的工藝和操作方法是在保證獲得優(yōu)質(zhì)的試樣和其他條件(如邊緣保留及石墨和夾雜物保留等)的情況下具有最高的拋光速率。(2)電解拋光電解拋光是對(duì)難以用機(jī)械方法拋光的金屬試樣進(jìn)行拋光的重要手段，它可以克服金屬干擾層和機(jī)械巒晶假象等問題，對(duì)于用極低負(fù)荷的顯微硬度實(shí)驗(yàn)的樣品或透射電鏡的薄膜試樣特別有用。但每種金屬和臺(tái)金所使用的拋光液和電解規(guī)范不同，

15、因此需要進(jìn)行本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7相當(dāng)數(shù)量的試驗(yàn)工作來確定電解拋光規(guī)范。(3)化學(xué)拋光化學(xué)拋光是完全依靠化學(xué)藥劑的腐蝕作用而得到光亮的拋光表面。這種方法操作簡(jiǎn)便，不需要復(fù)雜的機(jī)械和電解設(shè)備，只需要選擇適合的化學(xué)拋光液和試驗(yàn)最佳拋光規(guī)范?；瘜W(xué)拋光的速度低，拋光后的磨面，表面光滑但形成起伏的波形，不能達(dá)到十分平整的要求。綜合考慮各種拋光的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用機(jī)械拋光。2.2.2金相試樣拋光機(jī)方案比較第一種設(shè)計(jì)方案：自動(dòng)減加壓機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)，利用步進(jìn)電機(jī)作為此裝置的動(dòng)力源，通過一個(gè)比例為 1:1 的齒輪箱與動(dòng)力頭相接。動(dòng)力頭采用滾珠螺旋傳動(dòng)，即在由螺母和螺桿的近似半圓形螺旋凹槽拼合而成的滾道中裝入適量

16、的滾珠，并用螺母上制出的通路及導(dǎo)向輔助件構(gòu)成閉合回路，以備滾珠連續(xù)循環(huán)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在其上的螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿下移，按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力;壓力在一定范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié);驅(qū)動(dòng)夾具旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加壓。當(dāng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)螺桿上移，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的減壓。拋光裝置的設(shè)計(jì)，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)拋光的完全自動(dòng)化，所以選擇直流伺服電機(jī)作為拋光盤的動(dòng)力源，為保持拋光質(zhì)量，拋光速度不宜太快，一般為 300-500r/min，而電機(jī)速度一般比較快，所以利用 v 帶傳動(dòng)，以達(dá)到減速的目的?？刂葡到y(tǒng)的控制部分采用 dsp 模糊控制系統(tǒng)：數(shù)字信號(hào)處理器 dsp 采樣位

17、置傳感器信號(hào),獲得當(dāng)前位置信息 ,從而得到電機(jī)的當(dāng)前速度 ,通過與給定速度值比較 ,得到轉(zhuǎn)速誤差值 ,經(jīng)模糊控制器計(jì)算推理后 ,輸出 pwm 脈沖信號(hào) ,經(jīng)功率放大后 ,對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行控制。第二種設(shè)計(jì)方案：直接用步進(jìn)電機(jī)與一個(gè)帶有內(nèi)花鍵的絲杠相連，絲杠與主軸通過花鍵連接，使主軸能上下移動(dòng)。當(dāng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠帶動(dòng)絲杠螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，只能向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，使主軸下降并產(chǎn)生彈性力，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加壓。當(dāng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)螺母上移，不再壓縮彈簧，主軸上移，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的減壓。拋光裝置的設(shè)計(jì)，直接用電機(jī)帶動(dòng)拋光盤轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)的控制采用模糊 pid 控制, 模糊 pid 控制器由多種結(jié)構(gòu)形式，但基本

18、原理本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8基本一致，即運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的基本原理和方法，把規(guī)則的條件、操作用模糊集表示，并把這些模糊控制規(guī)則以及有關(guān)信息作為知識(shí)存入計(jì)算機(jī)的知識(shí)庫(kù)中，然后計(jì)算機(jī)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際響應(yīng)情況運(yùn)用模糊推理，即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì) pid 參數(shù)的最佳調(diào)整，以達(dá)到自動(dòng)控制的目的。2.2.3 綜合考慮選出最佳設(shè)計(jì)方案參考各種形式的拋光機(jī)，為滿足設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)定為機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)械部分是采用步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力源，通過一個(gè)比例為 1:1 的齒輪箱與動(dòng)力頭相接。動(dòng)力頭采用滾珠螺旋傳動(dòng)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在其上的螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿下移，按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力;壓力在

19、一定范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié);驅(qū)動(dòng)夾具旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加壓。當(dāng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)螺桿上移，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的減壓?？刂撇糠植捎?pid 模糊控制系統(tǒng)：利用此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓，調(diào)速和對(duì)加工時(shí)間控制的目的。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）93金相試樣拋光機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)要求精度高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠，具有良好的伺服性能。金相試樣拋光機(jī)機(jī)械制樣是采用夾具夾持試樣，夾具帶動(dòng)試樣與磨盤相對(duì)摩擦，并在夾具上施加一定的壓力，夾具可以裝夾多塊試樣以提高制樣效率，在夾具上所施加的壓力可以靈活調(diào)整。機(jī)械部分主要包括動(dòng)力頭、夾持盤、拋光盤、主體和外觀設(shè)計(jì)。3.1 動(dòng)力頭的設(shè)計(jì)在試樣拋光時(shí)，拋光運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)能保證工件加工表面和拋具

20、表面上各點(diǎn)均有相同或相近的被切削條件和切削條件。對(duì)拋光運(yùn)動(dòng)軌跡的基本要求如下：工件相對(duì)拋光盤作平面平行運(yùn)動(dòng)，能使工件上各點(diǎn)具有相同或相近的拋光行程。工件上任一點(diǎn)，盡量不出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的周期性重復(fù)。拋光運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，避免曲率過大的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)角。保證工件走遍整個(gè)拋光盤表面，使拋光盤均勻磨損，保證工件表面的平面度。及時(shí)變換工件的運(yùn)動(dòng)方向使拋光紋路復(fù)雜多變，有利于降低表面租糙度并保證表面均勻一本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10致。步進(jìn)電機(jī)軸承聯(lián)軸器齒輪軸絲杠螺母鍵圖1-1 3-1動(dòng)力頭示意圖 此處省略 nnnnnnnnnnnn 字。如需要完整說明書和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載

21、！該論文已經(jīng)通因此動(dòng)力頭是拋光機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵，動(dòng)作要求：帶動(dòng)夾具上升和 f 降；按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力：壓力在一定范圍內(nèi)自行譎節(jié)：驅(qū)動(dòng)夾具旋轉(zhuǎn)；磨拋一定時(shí)間后能自動(dòng)降低夾具上的彈性力。具體的設(shè)計(jì)如圖 3-1 所示：電機(jī)通過連軸器安裝在齒輪箱上，齒輪箱內(nèi)兩個(gè)齒輪的大小相等，另一齒輪與絲杠相連，絲杠通過固定在齒輪上的螺母轉(zhuǎn)動(dòng)上下移動(dòng)從而達(dá)到增壓減壓的效果。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在其上的螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿下移，按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力;壓力在一定范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加壓。當(dāng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)螺桿上移，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的減壓。使主軸下降并產(chǎn)生彈性力，當(dāng)達(dá)

22、到指定位置時(shí)，輸出一個(gè)信號(hào)，使主軸上的壓力得到保持。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)置時(shí)間的 2/3 時(shí)，電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在脈沖信號(hào)作用下，每隔一定時(shí)間，壓力釋放一次，螺桿緩慢向上移動(dòng)，逐步釋放主軸上的彈性力，當(dāng)壓力低于 20 牛頓時(shí)停止釋放，并一直保持到設(shè)定時(shí)間到達(dá)，拋光機(jī)動(dòng)力頭產(chǎn)生的壓力曲線如圖 32 壓力曲線圖所示。工作結(jié)束后，輸出一個(gè)信號(hào)使絲杠連續(xù)上升，到達(dá)上限后切斷電源停止運(yùn)轉(zhuǎn)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11圖1-23-2壓力曲線圖圖中可以看出 pl=p2=p3=p4=p5，而 t t t t t ，這是由于壓力鐵釋放時(shí)間是12345要受壓力 p 的影響，壓力與絲杠的位移量有關(guān)，齒輪將絲杠的位移量傳遞給傳感器，傳

23、感器將位移量轉(zhuǎn)變成電磁鐵釋放的電信號(hào)，所以在壓力大時(shí)釋放時(shí)間短，壓力小時(shí)釋放時(shí)間間隔長(zhǎng)。這樣則使試樣在所限制時(shí)間內(nèi)有效地保持了試樣在拋光盤內(nèi)摩擦，動(dòng)力頭釋放壓力為 1/5slr/86mm/r2/3100n/mm=5n，釋放壓力最小間隔為 10 秒鐘。32加、減壓機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)加減壓機(jī)構(gòu)是拋光機(jī)機(jī)體的關(guān)鍵組成部分，對(duì)拋光機(jī)的性能有很大影響。加減壓回路機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作原理為：步進(jìn)電機(jī)通過法蘭安裝在套筒上電機(jī)軸上安裝一個(gè)帶有內(nèi)花鍵的絲杠與主軸通過花鍵連接，使主軸能上下移動(dòng)。絲杠螺母銑出沿直徑方向的鍵槽。通常有一控制桿插入鍵槽內(nèi)當(dāng)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)絲杠螺母向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，當(dāng)達(dá)到指定位置時(shí)，輸出一信號(hào)

24、，使電磁鐵將控制桿從鍵槽中拉出，使絲杠螺母失去限制，隨絲杠一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在絲杠螺母與動(dòng)力頭之間裝有彈簧以實(shí)現(xiàn)彈性力的加載。彈簧服從虎克定律，即它受到的壓力與壓縮重為線性關(guān)系，因此壓力的測(cè)量可以轉(zhuǎn)化為位移的測(cè)量，位移的大小本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12與電機(jī)的轉(zhuǎn)速和壓縮時(shí)間有關(guān)，在電機(jī)轉(zhuǎn)速給定的情況下，位移與時(shí)間里正比，可通過測(cè)量時(shí)間達(dá)到位移的測(cè)量。其理論計(jì)算如下：式中: f(x)=kx； （3-1）t=f(x)/n.s.k ( 3-2)z步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù);n運(yùn)行拍數(shù);n電機(jī)的轉(zhuǎn)速;s絲杠的螺距;t電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間;f(x)拋光時(shí)所設(shè)定的壓力;由 m= ; q=m f 得 t=;因?yàn)?m 與 f 的乘

25、積 q 可由軟件得出，qksnzr60qfx)(和 f(x) 是程序求解 t 時(shí)的兩個(gè)輸入值，程序?qū)⑶蟪龅?t 送入微處理器處理，就可以控制拋光機(jī)的壓力。3.3齒輪箱的設(shè)計(jì)3.3.1齒輪設(shè)計(jì)摩擦力與步進(jìn)電機(jī)所受力相等即：f =f=100n1101 . 0 p = =0.52w1af125 . 314. 3210在齒輪設(shè)計(jì)中，小齒輪的轉(zhuǎn)矩為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13 t = 1np115105 .95 t =82.8nmm16052. 05 .95101035轉(zhuǎn)動(dòng)速度 n=60r/min按設(shè)計(jì)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。精度等級(jí)：由表 10-8 （該節(jié)中所指的表均指機(jī)械設(shè)計(jì)一書中的表）選 6 級(jí)精度因齒

26、輪要求較低，受力很小。所以材料選擇為塑膠：主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪都用，選用兩齒輪都為 z1 =29,z2 = iz1 =129 =29計(jì)算如下：關(guān)于主軸傳動(dòng)齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算（1）初步計(jì)算：轉(zhuǎn)矩:ti=82.8nmm=0.0828nm齒寬系數(shù):d 由表 10-7 取 d1.0接觸疲勞極限：hlim可取 hlim1=50mpa hlim2=110mpa初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力:h1=0.9hlim1=0.9110=99mpa 初步計(jì)算的小齒輪直徑：d 5.81 （3-132211)(1(hdeuzutk3）其中 u=i=1,載荷系數(shù) k =1.3,材料的彈性影響系數(shù) z =189.8mpa,所以

27、，1e21d =5.81=54mm132299118 .189) 11 (8 .823 . 1結(jié)合齒輪箱的結(jié)構(gòu)取 d154mm 初取齒寬：b=50mm（2）校核計(jì)算：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14圓周速度: (3-4)smndv/022. 010006060714. 310006011齒數(shù) z 和模數(shù) m: 模數(shù) 取 m=29 . 1295411zdm則 z2= iz1=292911mdz使用系數(shù) ka: 由表 10-2 取 ka1.5動(dòng)載系數(shù) kv: 由圖 10-8 取 kv1.1齒間載荷分配系數(shù) kh: 先求端面重合度： (3-5) cos112 . 388. 121zz77. 16016012

28、 . 388. 1重合度系數(shù): z =1.492/ )77. 14( 由此得： 45. 049. 11122zkh齒間載荷分布系數(shù) kh: 由表 10-4（非對(duì)稱支撐）32110cbdbbakh32105030. 0116. 009. 1=1.265載荷系數(shù): k=kakvkhkh=1.51.11.811.265=3.78彈性系數(shù) ze 由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) 取 ze189.8mpa節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) zh: 由圖 10-30 可取 zh2.5總工作時(shí)間： th=10300820%=4800h應(yīng)力循環(huán)次數(shù) nl: 估計(jì)：107nl109本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15則指數(shù)：m=8.78

29、nl1 = nv1 = 60ithi(ti/tmax) nin1(3-6) =6016314800(18.780.2+0.58.780.5+0.28.780.3) =3.65107接觸壽命系數(shù) khn:由圖 10-19 可取khn1=1.13 khn2=1.18許用接觸應(yīng)力h：接觸最小安全系數(shù) s: 取失效概率為 1%，安全系數(shù)取 s1.05 由式（10-12）得 h1 = = =764 mpa (3-7)shhn1limk05. 113. 1710 h2 = = =798 mpa (3-8)shhn2limk05. 118. 1710驗(yàn)算： h=zezhz (3-9)ubdukt211) 1

30、(211154508 .8278. 3274. 05 . 29 .189232.55mpa計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度較為適合，齒輪齒寸無需調(diào)整。（3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：重合度系數(shù) y：67. 077. 175. 025. 075. 025. 0y齒間載荷分配系數(shù) kf: 由表 12.10 kf = = = 1.49y167. 01齒向載荷分布系數(shù) kf:=7.4hb325. 250由表 10-3 kf=1.25本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16載荷系數(shù) k:k=ka kvkfkf=1.51.11.491.25=3.07齒形系數(shù) yf: 由表 10-5 yf1=2.62 yf2=2.62應(yīng)力校正系數(shù)

31、ysa: 由表 10-5 ysa1=1.59 ysa2=1.59彎曲疲勞強(qiáng)度極限 fe: 由圖 10-20cfe1= 380 mpa fe2= 380 mpa彎曲最小安全系數(shù) s:取 s1.25應(yīng)力循環(huán)次數(shù) nl: 估計(jì) 3106nl1010則指數(shù) m=49.91 nl1= nv= (3-10)nihhiihtttttrn191.49max160 = 6013004800(149.910.2+0.549.910.5+0.249.910.3)= 3.63107原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確。771121063. 311063. 3innll彎曲疲勞壽命系數(shù) kfn: 由圖 10-18 kfn1=0.90

32、 kfn2=0.90許用彎曲應(yīng)力f: mpaskfefnf6 .27325. 138090. 0111mpaskfefnf6 .27325. 138090. 0222驗(yàn)算：f1= mbdyyyksafat11112本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17=2545059. 162. 28 .8207. 32=0.39mpaf1f2 = 11221safasafafyyyy= 59. 162. 259. 162. 239. 0=0.39mpa傳動(dòng)無過載，故不作靜強(qiáng)度校核。（4）確定傳動(dòng)主要尺寸：計(jì)算實(shí)際分度圓直徑 d d1 = mz1 = 229 =58 mmd2 = mz2 = 229 =58 mm計(jì)算中心距

33、a = = = 58 mm221dd 25858計(jì)算齒輪寬度b =bd1 = 158 = 58 mm由表 10-3 先求：ft = = =3.1n112dt548 .822 = =0.1 n/mm 100 n/mmbfkta501 . 35 . 1合適本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）183.3.2 齒輪軸的設(shè)計(jì)（1）輸入功率 p = 0.52 w1 轉(zhuǎn)速 n = 60 r/min1 轉(zhuǎn)矩 t = 82.8 nmm1（2）求作用在齒輪上的力齒輪 1 的分度圓直徑 d = 58 mm1 ft = = = 2.9 n （3-112dt588 .82211）fr = fttan20=2.9tan20=1.06 n

34、（3）初步確定軸的最小直徑選軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，取 a = 1120d a =10 1.5 112 =4.3 mm (3-12)10311np23602 . 5取為 d = 10 mm1（4）軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 3-3 齒輪軸簡(jiǎn)圖齒輪軸材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理l1處為軸的最小直徑處，為 10mm，l1 =45 mm本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19l2 l3處安放軸承，初選為 d2 = 20 mm2）軸承選擇及校核l2 l3處軸承初選為滾動(dòng)軸承，因軸承只受徑向力，故選用深溝球軸承，初步選定軸承 6206 gb/t 276-1994尺寸 ddb = 20

35、mm 42 mm 10 mm基本額定載荷 cr =19.5 kn軸承校核軸承校核主動(dòng)齒輪軸受力情況如圖 3-2。3-4 主動(dòng)齒輪軸受力情況根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為f = = = 3.09 n22fnft 2206. 19 . 2f = = = 5.75 n1221)(lllf5810809. 3f = f - f = 5.75 3.09 =2.66 n21因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，按機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-5 查得pf為 1.2 到 1.8，取，則有：3 . 1pf n475. 75.753 . 1 f111xfpp n2 .11991.63 . 1222fx

36、fpp軸承的壽命 因?yàn)?，所以按軸承 1 的受力大小計(jì)算：21pp h (3-13)93616106 . 5)175. 719500(606010)(6010pcnlh故該軸承能滿足要求。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20在此裝備中齒輪潤(rùn)滑用塑料潤(rùn)滑劑，其軸采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。3.3.3 絲桿的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)選擇的絲杠為梯形螺紋，作為傳導(dǎo)螺旋，它以導(dǎo)向?yàn)橹鞒惺茌^小的軸向載荷。又因?yàn)辇X輪分度圓為 58mm,取直徑為 24mm。則所設(shè)計(jì)的螺母在齒輪中的寬度為 24，直徑為 13mm,為保證齒輪在齒輪箱中的定位，規(guī)定其長(zhǎng)為 74mm。在傳導(dǎo)過成中，齒輪受力較小，絲杠所受力最大為 100n，在傳動(dòng)中滾珠與螺文牙相摩擦，

37、而滾珠強(qiáng)度一般高于螺紋牙。所以，只要校核螺紋牙強(qiáng)度即可。 p=f/a=f/=100/（3.14）=0.11w，故滿足耐磨條hzd235 . 01315p件。式中 螺紋中徑（mm）2dh螺紋牙工作高度(mm)，梯形螺紋 h=0.5pz螺紋旋合圈數(shù)螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度?？辜羟袕?qiáng)度條件計(jì)算： (3-14)14. 3dbuf式中： b 螺紋牙根的厚度，單位為 mm，對(duì)于矩形螺紋，b=0.5p，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65p，對(duì)于 30 鋸齒形螺紋，b=0.75p，p 為螺紋距； l彎曲力臂，單位為 mm 螺母材料的許用切應(yīng)

38、力，單位為 mpa 所以； 100=0.16)8365. 01314. 3(=0.6 =0.6/35s 為螺母算選材料的許應(yīng)力，單位為 mpa 螺母所選材料的屈服極限，單位為 mpa 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 5-8 知，s本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21取=240s 則 =28.8 所以：故滿足此條件抗彎曲強(qiáng)度計(jì)算： (3-15)bduflb214. 36bl =0.77222dd 245.2224 = =1.12bduflb214. 36)831314. 3()772. 01006(65. 02 =（1.01.2）=（1.01.2）/35bs所以：48 滿足條件適合。b9648bb絲杠的穩(wěn)定性計(jì)算：在工作過程

39、中，絲杠受到的軸向力 f 大于某一臨界值時(shí)，可能會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。因此，在正常情況下，絲杠承受的軸向力 f（單位為 n）必須小于臨界載 f。則絲杠的穩(wěn)定性條件為：cr s= (3-16)scffass式中：s絲杠穩(wěn)定性的計(jì)算安全系數(shù)。sc s 絲杠穩(wěn)定性安全系數(shù)，對(duì)于傳力螺旋，s=3.55：對(duì)于傳導(dǎo)螺旋，sss =2.54.0；對(duì)于精密活水平的，s 4。 ss f為臨界載荷，單位為 n;根據(jù)柔度值的大小選用不同的公式計(jì)算，crs=。在此處，為絲杠長(zhǎng)度系數(shù)，見機(jī)械設(shè)計(jì)表 5-14：l 為絲杠長(zhǎng)度，單位為siulmm：i 為危險(xiǎn)界面的慣性半徑，單位為 mm；因截面半徑為圓 a=，則

40、414. 321d本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22i=。ai41d所以，臨界載荷 f可按歐拉公式計(jì)算，即cr f= (3-17)cr)(14. 322ulel式中：e材料的拉壓彈性模量，單位為 mpa , e=2.06mpa；510 i危險(xiǎn)截面的慣性矩，i=,單位為 mm 。6414. 341d4 當(dāng)40 時(shí)，可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。s 所以：=10.240 滿足條件合適，穩(wěn)定條件較好。s413556 . 0為保證絲杠運(yùn)行時(shí)精確度高，對(duì)其進(jìn)行剛度計(jì)算：絲杠在工作過程中受到軸向載荷力 f 和伺服電機(jī)的力矩 m 的作用，所以 ，變形量： =+tfpppdefp2114. 3414. 3241216dpgt

41、式中 e、g 分別為與絲杠材料有關(guān)的彈性模量和切變模量，e=206 gpa,g=79.4gpa 查機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)表 1-8 得。 因?yàn)閯?dòng)力頭作用在工件上的力最高被定位 100 牛，所以取最大值 t=100=2330n 根據(jù)拋光機(jī)的選擇滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，1 . 0233mmpp知，取得最大值為 11.163p故 =+=0.0004+0.011=0.0114 p21320614. 311. 0100424214. 3134 .7975. 3233016p3.43.4 電機(jī)的計(jì)算選擇電機(jī)的計(jì)算選擇動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)的計(jì)算選擇本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23本機(jī)對(duì)電機(jī)的要求本機(jī)對(duì)電機(jī)的要求：動(dòng)力頭的動(dòng)力源提供電

42、機(jī)選擇步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是一種把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成與脈沖數(shù)成正比的角位移或直線位移的執(zhí)行元件。其轉(zhuǎn)速具有三個(gè)特點(diǎn)：（1）轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比；(2) 在負(fù)載能力允許的范圍內(nèi)，不因電源電壓,負(fù)載，環(huán)境條件的波動(dòng)而變化；（3）速度可調(diào)，能夠快速起動(dòng)，制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)還具有定位精度高，同步運(yùn)行特性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，繪圖機(jī)，衛(wèi)星天線，自動(dòng)記錄儀及數(shù)一模轉(zhuǎn)換器等設(shè)備上。功率計(jì)算功率計(jì)算因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在 300600rpm。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算

43、如下：p= m =6014. 32 n p=6014. 32nm p=40014. 32fm 所以求得： f=400s60400n其 p 為功率單位為瓦， 為每秒角速度，單位為弧度，n=60r/min 為每分鐘轉(zhuǎn)速，m 為力矩單位為牛頓米，f 為每秒脈沖數(shù)（簡(jiǎn)稱 pps)。首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。 一般地說最大靜力矩 mmax 大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。其次應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床

44、所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。 最后還應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。 運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。由于電機(jī)的輸出力矩隨著頻率的升高而下降，因此在最高頻率時(shí)，電機(jī)特性的輸出力矩應(yīng)能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并留有足夠的余量。所以，查機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)表 31-61 知，55byg4 電機(jī)參數(shù)如表 3-1，選擇 55by

45、g4電機(jī)可以滿足金相研磨拋光機(jī)的要求。表 3-1 55byg4 電機(jī)參數(shù)表電壓相數(shù)靜態(tài)電流步距角保持轉(zhuǎn)矩空載起動(dòng)頻率空載轉(zhuǎn)動(dòng)頻率步距角誤差12v41.2a1.8/0.9360nm400s2500s3.5 拋光盤動(dòng)力源電機(jī)的計(jì)算選擇伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降，伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的 u/v/w 三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與

46、目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)） 。經(jīng)對(duì)現(xiàn)在市面上大量的金相拋光機(jī)拋光盤轉(zhuǎn)速調(diào)查，選擇直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速。選擇計(jì)算; 因動(dòng)力頭對(duì)拋光盤產(chǎn)生的最大壓力是 100 牛，拋光盤摩擦系數(shù)最大取=0.1所以，轉(zhuǎn)矩 t=100110=1100n ，轉(zhuǎn)速參數(shù) n=300500r/min 1 . 0mm由公式：t=，所以 p=0.058kw，查機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)表 31-np95500009550000500110059，選擇 90sz51 電機(jī)表 3-4-1轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率電壓電流電樞電流勵(lì)磁 允許正反轉(zhuǎn)速差5200nm1500r/min80w110v1.1a0.23a10

47、0r/min所以，電機(jī)和拋光盤之間采用三角橡膠帶傳送，傳送比為 1：3，在主軸周圍設(shè)計(jì)了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25一個(gè)方形承槽，上端用防水擋板與外殼固定在一起，水槽底部安裝有排水管道，以排除拋光時(shí)的污水。3.6 帶輪的計(jì)算選擇 電機(jī)和拋光盤之間用窄 v 帶傳動(dòng)，電機(jī) p=80w,查表 8-6 的工作情況系數(shù) k =1.1,故a p= k p=88wcaa根據(jù) p，n (電機(jī)轉(zhuǎn)速 1500r/min)由圖 8-9 確定選擇 y 型ca由表 8-3 和 8-7 取主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑為 d=26mm.1d則從帶輪的基準(zhǔn)直徑d=i d=3=78mm2d1d26 查表 8-7，取 d=80mm2d 確定

48、v 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距： 根據(jù) 0.7（d+ d）2（d+ d） ，初步確定中心距 a =53mm1d2d0a1d2d0 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 l=2 a +（d+ d）+ (3-d021d2d021d24dadd18) = 2=220mm534)2680()8026(2532查機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)表 8-1-29 得 l =200d實(shí)際中心距 aa= a +=(53+200-220)=33mm02dlld計(jì)算 v 帶的根數(shù) z本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26 z= (3-19)lacakkppp)(00由 n=1500r/min, d=26mm,i=3,查機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) 表 8-1-33 得 p =

49、0.04kw,1d0,k =0.96 則kwp01. 089. 0klz= =2.0696. 089. 0)01. 004. 0(088. 0取 z=3 根4 夾具的設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27安裝槽螺栓擋板安裝槽螺栓擋板 （a） (b) (c)4-1 夾持盤夾具(夾持盤)在保證拋光質(zhì)量中起著十分重要的作用。夾持盤中試樣安裝槽是根據(jù)試樣形狀和尺寸設(shè)計(jì)，常規(guī)試樣以圓柱形，柱形和片狀為主，因此設(shè)計(jì)了3種形狀如圖4-1所示。圖a主要用于夾持長(zhǎng)方形試樣，長(zhǎng)70mm，厚20 mm。圖b主要用于裝卡圓試樣，試樣大小為6-24，數(shù)量可有39塊標(biāo)準(zhǔn)試樣。圖c主要用于夾持薄片狀試樣，每一夾板內(nèi)可以?shī)A一組薄片狀試

50、樣。不規(guī)則試樣，尺寸極小的試樣和帶滲層的試樣，由于占比例不大，可采用鑲嵌方法。為了使多塊試樣便于裝卡在同一平面上，設(shè)計(jì)了一個(gè)裝樣平臺(tái)，使試樣裝卡時(shí)凸出試樣夾持盤平面3 mm，裝卡時(shí)選用了內(nèi)六角螺絲作為緊固螺釘，以防試樣在裝卡時(shí)松動(dòng)。5金相試樣拋光機(jī)調(diào)速部分設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）285.1顯示面板的設(shè)計(jì) 5-1輸入與顯示面板如圖5-1 所示，液晶顯示屏上實(shí)時(shí)顯示三個(gè)拋光參數(shù)：時(shí)間，壓力，轉(zhuǎn)速。其中，時(shí)間采用分鐘和秒顯示，中間以冒號(hào)隔開（前兩位為分鐘數(shù)，后兩位為秒數(shù)）；壓力和轉(zhuǎn)速分別采用3 位顯示（000999）。當(dāng)按下“參數(shù)設(shè)定”按鍵時(shí)，光標(biāo)將在參數(shù)部位（開始時(shí)光標(biāo)定位在時(shí)間的分鐘部位）閃爍，

51、每按一次，閃爍光標(biāo)將移位一次。此時(shí)，可通過“+”或“-”按鍵調(diào)整各個(gè)參數(shù)值。這樣，就可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定不同的拋光參數(shù)。當(dāng)各參數(shù)設(shè)定完畢且正確后，按下“啟動(dòng)”鍵，拋光過程正式開始?！皰伖獗P轉(zhuǎn)向”按鍵可以方便拋光過程中對(duì)拋光盤進(jìn)行手動(dòng)控制?！巴Ｖ埂辨I可以及時(shí)中止拋光，以便于處理拋光過程中出現(xiàn)的一些意外狀況和問題。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）295.2金相試樣拋光機(jī)控制系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)思想 5-2控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖該控制系統(tǒng)可分為按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊、拋光機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。按鍵輸入作為人機(jī)交互的輸入端，操作人員可通過它來設(shè)置拋光時(shí)間、拋光盤轉(zhuǎn)速、拋光壓力。核心處理器對(duì)按鍵輸入的工作參數(shù)進(jìn)行處

52、理后，通過拋光機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來控制整個(gè)拋光過程。拋光機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采集拋光機(jī)工作過程中的拋光壓力和拋光轉(zhuǎn)速等拋光參數(shù)，并將采集的參數(shù)及時(shí)傳遞mcu進(jìn)行分析。液晶顯示模塊作為人機(jī)交互的輸出端，可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的轉(zhuǎn)速、壓力和拋光剩余時(shí)間，方便了工作人員操作。所以，該控制系統(tǒng)主要用來實(shí)現(xiàn)拋光參數(shù)界面設(shè)置，按照設(shè)置的拋光參數(shù)自動(dòng)完成拋光作業(yè)，并對(duì)拋光狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視的功能。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制動(dòng)力頭上升和下降，由壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將壓力傳回mcu；拋光盤電機(jī)的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳回mcu，從而形成完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。5.3 伺服電機(jī)的調(diào)速研究調(diào)速系統(tǒng)是最基本的拖動(dòng)控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)研究的是直流伺服電動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)速和其本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30他參量關(guān)系可表示為： n= （5-ekiru 1）式中，