V目錄緒論 11.前言 11.1刀具鈍化技術背景 11.2延長刀具的利用率 21.3刀具刃口鈍化研究 21.4刀具刃口打磨鈍化辦法 22.總體方案設計 32.1齒輪設計 32.2齒輪參數的選擇 42.3計算接觸疲勞許用應力 52.3.1齒輪的齒根彎曲強度設計 53.刀具鈍化機轉速方案設計 63.1刀具轉動速度對刀具自轉運動打磨鈍化的影響 63.3.1主要工藝動作分析 73.3.2提升裝置選型設計 83.3.3總功能原理分析 93.4配套動力選擇 103.4.1選用電動機的原則 103.4.2提升電機選擇 103.4.3力矩電機選擇 124.鈍化機結構設計 144.1傳動設計 144.2軸的工作能力計算 144.2.1強度計算 144.2.2軸的剛度計算 164.3平鍵聯接的選擇及強度校核 164.4三維模型及工程圖 174.5進給裝置 184.6總體模型 195.總結與展望 21參考文獻 22致謝 23緒論機械制造行業的不斷發展，伴隨著的是更高的切削技術要求和機床的自動化。對刀具的使用壽命，切削效率要求也更加苛刻。經簡單磨削處理的刀具在使用時容易發生斷裂，使加工效率降低，刀具磨損程度嚴重，易損壞，大大影響了生產的經濟要求，也不能滿足現階段的加工工藝要求，但是如果在加工的最終步驟磨削之后再對刀具進行一次鈍化，將使切削加工的效率和刀具使用的時間都得到很大的提高。在現如今的生產加工過程中，零件的加工精度和表面光潔度質量3/4取決于刀具和機床，1/4取決于毛坯的質量和材料，改善刀具的耐用及使用程度，將大大提高零件的加工質量及要求。本文在研究大量文獻的基礎上，結合國內和國外的刀具鈍化技術參數和刀具鈍化機器，結合我國生產現狀來研究刀具鈍化技術。前言1.1刀具鈍化技術背景刀具的使用在我國很早就開始了，最初人們的鈍化是從皮子開始的，比如去理發店理發，當你要刮臉時，理發師就會在皮子上刮磨刀，讓刀刃變的更加鋒利，使用起來更加方便快捷。但我國的刀具鈍化技術遠遠落后于國外，刀具鈍化技術在國外已經使用了多年，但在我國卻是在近10年興起，刀具技術發展速度的落后，已經嚴重影響到我國的機械制造行業和機械制造行業的經濟效益的落后。國外大量數據表明，刀具的生產加工成本只占整個生產1/25-2/30，但是它卻直接影響著加工生產的效率。為了減小我國與國外的生產技術的差距，必須加強對刀具鈍化技術的自主研發。刀具在經過仔細的打磨刃口后，刃口依然存在不同程度的各種缺陷。在千倍以上的工具顯微鏡下進行觀察，可以清晰地看到刃口處由于采用人工砂輪磨削殘留下的微小鋸齒、缺牙等人為的加工原始痕跡，以及裂紋缺陷等。在刀具使用中，這些缺陷會影響工件表面質量，使得刃口磨損加快加速老化，甚至發生碎刀和傷人現象，有可能傷到工人或其他人，刀具的使用壽命受到了影響，從而降低使用者的生產效率。研究表明，當刃口通過鈍化后會很大程度上減少刃口表面的微觀缺陷。原來的刀具刃口鋒利不光滑，但通過鈍化后將變成有特殊的，平滑的形狀，并將提高刃口的表面光潔程度。在大量的實際生產中，經過打磨鈍化后的刃口可以使零件的加工效果更好。刀具的壽命也將得到大大的延伸，并且切削過程的安全性也得到有效的增強，使用者安全性得到進一步保障。其中明顯的是刀具壽命衰老減小，可有提高刀具壽命。因而刀具鈍化機的研究及其工作原理，已經逐漸成為切削加工工藝中最重要的一環。機械制造業是一個國家進步和社會發展的重要產業，而制造業中最為關鍵的一個重要環節就是切削加工，而切削加工的效率直接影響加工制造的整體進度以及產品的最后成型，現今我國利用金屬切削刀具加工過程相對于被加工零件的特殊有規律運動，由金屬切削刀具去除工件上不可多余留的粗加工量，從而形成零件所需要的尺寸精度和表面的形狀光潔度，質量的要求。在這過程中，刀具的選擇以及耐用就顯的非常重要。刀具的制造材料主要分為高速合金鋼、通用型高速鋼、粉末冶金高速鋼，硬質合金，陶瓷以及立方氟氮化硼。刀具的主要參數有刀具的切削角度，刀面形式以及刀刃形狀，而其中最重要的就是刀刃。刀刃為刀具的切削刃，通常為前后刀面的仰角，由于工藝的要求一般都有強度不高，散熱性能不好的特點。傳統的對刀刃口的處理方式是使用普通砂輪或者金剛石砂輪磨削，但是經過這兩種處理方式，在顯微鏡下觀測還是會發現刀刃存在微觀的缺陷，如很小的裂紋。在金屬切削加工過程中，這么小的缺陷，會逐漸影響切削效率和刀具的使用壽命。如果在刀具加工的最終步驟磨削之后再加一道鈍化工序，那么經過鈍化后的刀具的切削效率，使用壽命有很大提高。目前，國外的刀具制造商家已全部采用高效率的刃口打磨鈍化技術，來增強切削過程的安全穩定性、可靠性及延長刀具壽命。1.2延長刀具的利用率研究表明機械制造企業每年在刀具方面所花費的成本占企業每年支出的百分之10左右，所以減少企業在刀具上所花費的的成本，企業的經濟收入的也會得到很大提升。美國和德國以及一些發達國家的研究人員以及國外的一些機械研究公司已經把刀具刃口打磨鈍化理論和技術作為重要研究課題。我國對于刀具鈍化技術的開發仍處于初級階段。由于國外壟斷了刀具刃口打磨鈍化技術的重要原理和一些特殊技術，致使我國一些研發和使用進展緩慢。因此，我國必須提高刀具刃口打磨鈍化過程的理論數據和超高技術研發，以提高刀具利用率使用率，提高切削過程的安全性，使工人在生產過程中的安全提高，企業效益提高。1.3刀具刃口鈍化研究刀具刃口的打磨鈍化是切削加工的必不可少的步驟，通常來說主要是針對粉刷層和處理刀具表面。在刀具打磨之后、在進行粉刷之前，通過特殊的辦法把比較鋒利的刃口和存在不良豁口的刀具切削打磨成具有一定特點及形狀的、光滑的表面，以便增強涂層加工過程中的效果，進而提高刀具刃口的使用壽命。1.4刀具刃口打磨鈍化辦法刀具刃口打磨鈍化辦法有很多種的操作機械機構，目前國內外大多采用機械旋轉打磨鈍化方法，其主要原因是結構特點簡單，操作安全方便，效果顯著。國內外常見的刀具刃口打磨鈍化機，其方法有以下幾種：（1）振動無規律研磨鈍化法振動無規律研磨法主要是利用砂粒在震動中拋光刃口，將刀片固定在特殊的振動棒上，利用振動塊的振動使刀片與磨粒之間產生相對無規則運動，進而打磨刀具，去除其內部及表面不良的缺陷。（2）尼龍研磨鈍化法尼龍研磨法是將砂粒通過特殊粘合技術辦法用附著在尼龍材料的磨輪，利用高速旋轉的尼龍磨輪對刃口進行圓周打磨以實現刃口表面鈍化。尼龍無規則的關鍵是粘結在尼龍上的微細磨料以及加工過程中尼龍刷的超高轉速。該項刃口鈍化技術是國外許多制造商家對刀具進行研磨的辦法，其中瑞士國家采用的“毛刷高速刮刷機構”該機器可同時加84把刀具，從而生產效率大大提高。（3）立式無規則旋轉鈍化立式無規則旋轉鈍化法主要是用多組刀具集中在分散固體磨粒及磨砂液中進行不規律旋轉運動，既能夠實現不同多鐘刀具的公轉和自轉運動，又能夠實現多組或單組刀具的自轉和公轉運動。該辦法用于鈍化多把加工刀具，進而生產時間得到很大的減小，并且通過無規律自轉運動和無規律公轉運動使刀具各個刃口可受到較為均勻的打磨鈍化，使得此法的廣泛應用，不僅應用于刀具打磨鈍化，而且還廣泛應用于工件打磨及拋光領域?？傮w方案設計步驟的設計不是嚴格的要求，一般都是混合進行的。在熟悉任務書相關要求后，我大致按如下操作進行：1) 確定刀具的規格及形式；2) 擬定總設計方案；3) 確定刀具上下移動、來回旋轉的結構；4) 確定刀具部件的自行轉動結構；5) 利用CAD軟件建模；6) 利用CAD軟件裝配，根據裝配要求修改零件；7) 繪制工程圖，編制技術文件。在設計的過程中應注意下列事項：1) 確保刀具上下部分移動同時確定夾具刀部件的轉動，2) 運動要求平緩；3) 降低沖擊、振動及噪聲；2.1齒輪設計齒輪給刀具鈍化機提供了動力支持它用來傳遞扭矩，在整個結構設計中起著關鍵性的作用。在我的刀具鈍化機的設計中，行星齒輪是最重要的一個部件，所以我首先進行齒輪設計。齒輪是齒數為有限的單個轉動齒輪。當齒個數為無窮時，齒輪的基圓直徑也就變無窮大，根據漸開線的形成原理，此時漸開線就會改變圓周線。齒廓上各點的法線是不平動的，而且在傳動時齒輪是不平動的，齒廓上各點速度的大小和方向不相同，所以齒輪齒廓上個點的多個壓力角相同，大小等于齒的傾斜角。齒上各齒不同側的齒廓是不平行的，所以在任何與分度線平行的直線上，圓周節都相等。如圖2-1所示：圖2-1齒輪的齒廓齒輪嚙合傳動時，根據小齒輪螺旋角與齒傾角的大小和方向不同，可以構成不同的傳動方案。當左旋小齒輪與右傾齒相嚙合而且齒輪螺旋角與齒條傾斜角角相等時，則軸交角;若，則；若，則為負值，表示在齒條軸線的另一側。當右旋小齒輪與右傾齒條或左旋小齒輪與左傾齒條相嚙合時，其軸交角均為。齒輪與齒輪嚙合傳動速比時，齒輪的節圓始終與其分度圓重合。當小齒輪軸線與齒輪軸線不平行時，小齒輪齒廓與大齒輪齒廓間的接觸為點接觸，輪齒所受的壓強較大，產生的接觸應力也比較大，輪齒磨損非常大，所以齒輪轉向器的傳動比不能太大。2.2齒輪參數的選擇初選齒輪：齒輪多采用直齒輪，齒輪模數2～3之間，主動小齒輪齒數在5-20之間，壓力角取。故取小齒輪，，，壓力角，齒輪的轉速為，左旋，精度等級7級，轉向器每天工作8小時，使用期限不低于5年。材料選擇：齒輪16MnCr5，滲碳淬火，齒面硬度54-62HRC齒條45，表面淬火，齒面硬度56HRC分度圓直徑（2-1）取齒寬系數齒條寬度（2-2）則取齒輪齒寬；所以取齒輪外徑75mm；齒寬11.25mm。2.3計算接觸疲勞許用應力查表確定和（2-3）（2-4）查表確定壽命系數、查表確定安全系數計算接觸疲勞許用應力（2-5）（2-6）查表確定應力修正系數（2-7）（2-8）2.3.1齒輪的齒根彎曲強度設計參數查?。撼踹x=18=24=0.8=0.7=0.89當量齒數復合齒形系數初步計算齒輪模數轉矩閉式硬齒面傳動，按齒根彎曲疲勞強度設計。代入較小的值（2-9） 初取最后選擇如上符合設計要求的齒輪。刀具鈍化機轉速方案設計3.1刀具轉動速度對刀具自轉運動打磨鈍化的影響當直立銑刀用不同轉速進行旋轉刀具打磨鈍化時，由于刃口面的線速度隨刀具轉速的改變而來改變，因此碳化硅磨粒對刀具各個刃口的打磨鈍化情況也不相同。為了進一步探究刃口的磨損量，法向積累量，切向積累量和刀具的轉動速度有哪些關系，在不改變刀具降速度的前提下，將刀具旋轉速度分別設置為35rmin/,40rmin/,45rmin,50rmin/此時的碳化硅磨粒的速度分別為0.05rmin/,0.14rmin/,0.15rmin/,0.17rmin所以隨著刀具轉速的增加，碳化硅磨粒的速度是增大的。刃口的線速度為nrV,但是由于刃口半徑較小，所以刃口的部分線速度的增加幅度并不明顯這也導致了刀具轉速增大碳化硅的運動速度也增大。3.2不同刀具轉速對磨粒速度的影響（1）刀具轉速對刀具刃口累積能量的影響分析刀具法向累積能量和切向累積能量隨鈍化時間的變化。在刀具不同轉速下，立銑刀刃口法向累積能量和切向累積能量均隨鈍化時間的增大而增大。要經常更換其次是刀具的加緊張開沒有一個合理的自動化方式。經過以上的分析和預測,以及先前的資料整理和知識填充,經過綜合分析,擬定了一個整體的設計方案。方案的內容如下:首先,機械的主要部分有刀具夾取機主體部分，提升頭上半部分和夾取頭的下半部分,方案就是將這幾個主要部分合理的結合在一起,得到一個完整機械裝置，使之能將上下自轉，周轉等功能一次性完成，提升進給機構要有效的控制工作部件作業時的鈍化通過性；上下移動及自轉部分要能順利對刀具進行夾取過程。結構設計之后可以適當的對外觀進行改進和渲染,使之外形更加美觀?？偨Y構圖如圖3.1所示:圖3.1刀具鈍化機功能結構圖1、提升保護罩2、上立板3、行星動力電機4、多頭夾具5、鈍化沙6、刀具保護罩鈍化機的主要工作原理如下，啟動按鈕打開，行星電機運轉帶動主動齒運轉，所有分圓盤齒跟隨主動齒運轉，各刀具加持在以分圓盤主動齒為圓心的機構之上，刀具在沿著分圓盤軸向運動，檢測信號反饋給提升電機，提升電機動作通過減速器傳遞給上下絲杠進行上升或下降運動。刀具在旋轉時，通過感應傳感器反饋給提升電機，當速度達到設定值時提升電機來判斷是上升還是下降，這時操作者也可根據實際情況選擇上升還是下降，打磨顆粒及打磨液這時已經在料桶里面，通過行星機構旋轉及下降來進入打磨固體和打磨液中，裝夾刀具時，操作者拿住要打磨鈍化的刀具，通過電磁感應夾具打開加持磁頭，當放入刀具時工人只需按下加持按鈕來進行電磁感應來加持刀具，所有刀具加持完成后，檢查是否每一根刀具都加持在同一水平面，這樣就讓進入打磨顆粒和打磨液時是一起進入，不會出現步調不一致導致部分刀具打磨不上，漏掉。設備有防護罩裝置，裝夾完刀具時請檢查每根刀具及提升頭和行星旋轉齒輪附近沒有異物及其他不相關的物件，這時關上防護裝置，系統進行自檢后綠色燈點亮，這樣就可以進行打磨了。3.3.1主要工藝動作分析整個機器部件放在一個型材的工作臺上，其中懸臂部分的地方采用了加強筋來增加穩定性。鈍化機主體部分是由上下提升部分和下半部分六個自轉旋轉夾頭組成，其中上半部分通過滾珠絲桿副機構控制上下方向的移動，下半部分是行星旋轉齒輪完成垂直Y軸方向的旋轉。滾珠絲桿副可以完成自鎖，所以在下半部分的設計時無需在加一套鉗制器機構對其進行鎖定，行星旋轉依靠自身電機提供動力。1、多頭夾具鉆頭主動齒2、刀具3、自動夾取刀具電磁頭4、電磁感應夾瓦3.3.2提升裝置選型設計選型原則提升裝置要能確保穩定控制鈍化機頭的上下移動；豎直方向減速機裝置既要能調整鈍化頭上下位置，也要能保持鎖定；結構簡單、可靠，易于制造和維護，易于調整；根據以上要求我們這次有兩種設計思路：一個是利用滾珠絲桿，另一個是采用壓力球軸承和深溝球軸承。滾珠絲杠是一種機械線性制動器，其將旋轉運動轉換成具有很小摩擦力的線性運動。作為精密螺絲的使用可以最小的內摩擦力被制成緊密公差，并且適用于需要高精度的情況。球形組件用作螺母，而螺紋軸是螺釘與傳統的絲杠相比，由于需要有一種重新循環球的機制，因此滾珠絲杠傾向于笨重。基于旋轉桿的線性致動器的另一種形式是無螺紋滾珠絲杠，例如“滾動環驅動”。在這種設計中，三個或多個滾動環軸承對稱地布置在圍繞光滑（無螺紋）制動器桿或軸的殼體中。軸承設置成與桿成一定角度，該角度確定桿的每轉線性運動的方向和速度。與傳統的滾珠絲杠或絲桿螺絲相比，該設計的優點在于實際上消除了由預緊螺母引起的齒隙和載荷。2、摩擦減小損失、傳動效率得到提高

由于滾珠絲杠的螺桿軸和螺母之間存在許多相對不同滾動運動，因此想要得到最高的運動效率，與以前的滑動螺絲相比，驅動扭矩為2/3或更小，如果使用滑動螺絲要達到一樣的運動效果，則需要的動力更多。3、精度高滾珠絲杠一般由世界上最高水平的床子設備生產，特別是在要求較高的磨機，組裝，檢驗工廠環境過程中，受到溫濕度的嚴格控制，根據非常嚴格的ISO認證確保了其不同精度的要求。4、高速進給和微量進給滾珠絲杠是使用其中的鋼珠不斷地運動，因此很小的啟動扭矩就行，不會有溜劃運動作為及爬坡形位，以確保高精度的細微動作。5、軸向的剛度高滾珠絲杠是預加壓，由預壓力可使軸向間隙達到負載值，然后獲得更高強度的剛性滾珠絲杠通過球的壓力，當將實際的施加力到機械裝置上時，可以通過絲桿里面小球的排列滾珠軸承是一種使用滾珠來保持軸承座之間間隙分離的滾動元件軸承。球軸承的目的是減少旋轉摩擦并支持徑向和軸向載荷。它通過使用至少兩個種族來容納球并通過球傳遞負載來實現。在大多數應用中，一個座圈是靜止的，另一個連接到旋轉組件（例如輪轂或軸）上。隨著其中一個軸承座圈旋轉，它也使滾珠也旋轉。由于滾珠和滾子之間的較小的接觸面積，滾珠軸承的尺寸比其他類型的滾動體軸承的承載能力要低。但是，它們可以允許內圈和外圈的一些偏差。6、性能方面：而接觸器的材質表面硬度和于滾珠相比，其金屬材料（如：中碳鋼、鋁合金）或非金屬（如：鐵弗龍、高分子材料）。滾動軸承和軸頸軸承相比它的轉動有更小的摩擦阻力，因此在不相同的運動轉速下，由于摩擦產生的溫度會比之較低。低載荷低轉速機械傳動的設備中滾珠軸承使用率非常高。承受接觸面積特別小是滾珠軸承的最大特點，出現嚴重的機械性能內部的損壞損傷是在高速運轉下，滾針式軸承是重載荷高速的機械傳動中經常使用的是以加大承載面及受力面積來減小壓強，機械傳遞效率和功率的提高，而降低機械性能的損傷。改變了軸承表面的摩擦方式的滾珠軸承，采用滾動及滑動摩擦，這種無規律摩擦更為有效的降低了軸承面之間的出現的損壞現象，使軸及軸承的使用壽命得到了提升，也因此將散熱器的使用壽命極大的延長。工藝復雜是這種軸承的缺點，這種軸承成本不斷提高，同時也帶來更高的工作噪音和環境污染。根據滾珠軸承的幾個致命性缺點：不能承受大載荷，工藝復雜，成本昂貴。所以我們根據自己的需求，選擇了一種懸臂式的尼龍滾動棒的結構來滿足需求。3.3.3總功能原理分析鈍化多頭分體機主體部分和上下移動部分都是全部安裝在型材制成的工作臺上，動力來源為：行星齒輪機由力矩電機通過行星齒輪帶動其轉動，行星齒輪由交流電機通過帶傳動提供動力；滾珠絲桿因為涉及來回運動所以我們采用的是減速機及電機來完成相關運動。其中可以通過變頻器來調整山下移動速度。針對下半部分行星齒輪傳動機構，考慮到一個主動齒帶動副齒旋轉運動，進行了相應的速比來合理的調整其自身旋轉速度。3.4配套動力選擇3.4.1選用電動機的原則用途不同和為了適應各種環境，電機商家生產了種類、型號、規格、形式及電流的許多種規格電動機。電機在選擇時，適應性是要充分考慮的，仔細研究機械阻力及電參數的特點，選擇電機的負載特性。選擇電動機：（1）負載特性，環境適應的電機是主要條件，以滿足生產機械在各項功能中的要求。（2）電器保護的馬達具有適應各種散熱不好的場合，應在結構上適合于電機位于的使用環境條件。（3）電動機的容量通過計算來確定。電動機通常設計時，在90%-100%額定負載時，效率最高。（4)可靠性高、便于拆卸及維護是選擇必要條件。（5）互換性必須考慮，盡可能的選擇國內標準廠家的電動機。（6）高效率運行是提高整個系統的效率，要綜合考慮電機的相數、電流及電壓等級。3.4.2提升電機選擇（1）考慮到給所有旋轉頭提供動力，所以使用的是大功率三相電機；（2）而且三相電機的平穩性較好，耐高溫，動力輸出穩定。表3-4為各種電機的參數表3-4Y系列型號表型號額定

功率額定

電流轉速效率功率

因數堵轉轉矩堵轉電流最大轉矩噪聲振動

速度重量額定轉矩額定電流額定轉矩1級2級kWAr/min%COSФ倍倍倍dB(A)mm/skg同步轉速3000r/min2級Y80M1-20.751.8283075.00.866711.817Y80M2-21.12.5283077.00.862.27.02.366711.818Y90S-21.53.4284078.00.852.27.02.370751.822Y90L-22.24.8284080.50.862.27.02.370751.825Y100L-236.4288082.00.872.27.02.374791.834Y112M-248.2289085.50.872.27.02.374791.845Y132S1-25.511.1290085.50.882.07.02.378831.867Y132S2-27.515290086.20.882.07.02.378831.872Y160M1-21121.8293087.20.882.07.02.382872.8115Y160M2-21529.4293088.20.882.07.02.382872.8125Y160L-218.535.5293089.00.892.07.02.282872.8145Y180M-22242.2294089.00.892.07.02.287922.8173Y200L1-23056.9295090.00.892.07.02.290952.8232Y200L2-23769.8295090.50.892.07.02.290952.8250Y225M-24584297091.50.892.07.02.290972.8312Y250M-255103297091.50.892.07.02.292974.5387Y280S-275139297092.00.892.07.02.294994.5515Y280M-290166297092.50.892.07.02.294994.5566Y315S-2110203298092.50.8991044.5922Y315M-2132242298093.00.8991044.51010Y315L1-2160292298093.50.8991044.51085Y315L2-2200365298093.50.8991044.51220Y355M1-2220399298094.20.81094.51710Y355M2-2250447298594.50.901.27.02.21114.51750Y355L1-2280499298594.70.901114.51900Y355L2-2315560298595.00.901114.52105同步轉速1500r/min4級Y80M1-40.551.5139073.00.762.46.02.356671.817Y80M2-40.752139074.50.762.36.02.356671.817Y90S-41.12.7140078.00.761671.825Y90L-41.53.7140079.00.762671.826Y100L1-42.25143081.00.822.27.02.365701.834Y100L2-436.8143082.50.812.27.02.365701.835Y112M-448.8144084.50.822.27.02.368741.847Y132S-45.511.6144085.50.842.27.02.370781.868Y132M-47.515.4144087.00.852.27.02.371781.879Y160M-41122.6146088.00.842.27.02.375821.8122Y160L-41530.3146088.50.852.27.02.377821.8142Y180M-418.535.9147091.00.862.07.02.277821.8174Y180L-42242.5147091.50.862.07.02.277821.8192Y200L-43056.8147092.20.872.07.02.279841.8253Y225S-43770.4148091.80.871.97.02.279841.8294Y225M-44584.2148092.30.881.97.02.279841.8327Y250M-455103148092.60.882.07.02.281862.8381Y280M-490164148093.50.891.97.02.285902.8634Y315S-4110201148093.50.893982.8912Y315M-4132240148094.00.8961012.81048Y315L1-4160289148094.50.8961012.81105Y315L2-4200361148094.50.8961012.81260Y355M1-4220407148894.40.81064.51690Y355M3-4250461148894.70.81084.51800Y355L2-4280515148894.90.81084.51945Y355L3-4315578148895.20.81084.51985按照設計要求，電動機功率為6.9KW左右，由上表查得7.5KW的電機最接近要求。采用L系列已經完全可以符合要求。電動機采用變頻調速，由公式N=60fP（1-S）（3-1）可以看出，電動機級數應該大一些變速范圍更大，最后選定Y100L-4型電動機。如圖3-4所示：圖3.4電機模型電動機扭距計算查表得電動機功率和轉速分別為P=3000Wn=1430r/min扭矩T為：（3-2）代入數據計算得出T=20.03N.m3.4.3力矩電機選擇選型原則在使用力矩電機時，其旋轉速度很重要。當電機用作繞組特征時，輸出扭矩應選擇為接近所需扭矩以防止過度使用，否則，在較小的負載裝置上使用較大的輸出轉矩來降低電機的輸入電壓值。當電壓過低時，電機的轉矩—轉速曲線相對平緩，這使得繞組精度變差，即負載變化和速度變化不一致。一般輸入電壓應要高于220V。當使用轉矩電動機作為繞組特性時，產品在（1/3至2/3）N0的范圍內保持恒定速度和恒定的線速度，因此，最大速度（無負載）和最小速度（滿載時），如果速比要求較大，可以擴展到上述范圍的兩側。表3-4為各種力矩電機的型號表，下面通過計算選出最合適的電機。力矩電機作卷繞時輸出力矩按下式計算：）（（）（）9（9393333））90（式中：T－－卷繞時的輸出力矩，N·mF－－最大卷繞張力，N；

D－－最大卷繞直徑，即滿盤時的卷繞直徑，m；

－－傳動減速比,－－減速裝置效率,一般取0.8～0.9或按實際選取；

k－－折算至額定的轉力矩系數數

經計算得：T=178.2N·m表3-4力矩電機型號表故最后采用上圖力矩電機YLJ180-200-4鈍化機結構設計4.1傳動設計行星齒輪是用于將兩個或多個旋轉軸連接在一起的高效率機構。將電機用作運動源，有效發射功率或跟蹤相對運動。主動齒通過聯軸器連接動力源電機，并且可能在行星齒輪之間具有扭轉，但齒輪嚙合需要模數相同。在行星轉動系統中，齒輪通過分度圓半徑大小來確定速比及獲得的動力輸出，從而得到相應所需的動力要求。作為運動源，齒輪傳送動力源的這種應用，適合于于在兩點之間連續承載載荷。齒輪傳動的優缺點：優點：應用范圍比較廣，具有一定的傳動速比和傳動效率，高效率的傳動比，工作性能可靠，壽命長，結構緊湊等。缺點：制造工藝和安裝精度超級較高，價格費用貴，精度低時，振動較大和噪聲較大，不宜用于軸間遠距傳動。齒輪傳動的性能要求：（1）傳遞運動的準確性、可靠性、效率性；（2）傳動的平穩性、可靠性、能量損耗??；（3）載荷分布均勻性；（4）間隙是齒輪嚙合時非工作齒面之間必要有原因。選型原則齒輪驅動器是在以下條件下構建的：驅動和驅動單元之間傳輸的速比和齒輪軸之間的適當距離，以及適當的運行條件。方程是，傳動比=使用扭矩÷9560÷電機功率×電機功率輸入轉數÷使用系數

即：（3-4）電機功率=扭矩÷9550電機功率輸入轉數÷速比÷使用系數4.2軸的工作能力計算4.2.1強度計算軸的強度計算應根據軸的承載情況，采用的計算方法。常見的軸強度計算方法有以下幾種。(1)按扭轉強度計算。這種方法適用于傳動軸的準確計算，也可用于轉軸的近似計算及結構設計前的軸徑初估計算。圓截面軸按轉矩進行校核的計算公式（4-1）設計為式（4-2）式中—扭轉剪應力，N/mm2;—軸剖面的抗扭剖面系數，mm3—軸傳遞的轉矩，N·mm—軸傳遞的功率，kW;—軸的轉速，r/min;—受轉矩作用的直徑，mm;—許用剪應力，N/mm2;—決定于材料的許用扭轉剪應力系數。此外，也可采用經驗公式初估軸徑。在通用減速器中，與電動機相關聯的高速軸直徑d可以由電動機輸出軸D估計得，即d=(0.8-1.0)D。(2)按當量彎矩計算。該法適用于轉軸的強度計算。下面以單級斜齒圓柱齒輪減速器的低速軸為例，說明該方法的計算步驟。1)確定受力簡圖。鏈輪、齒輪、軸承與軸之間為圓柱面接觸，其上分布有復雜規律的載荷，無法按其實際力關系對軸進行計算。因此，在復雜的受載情況下，應找出軸的合理簡化模型，它將直接影響到軸計算方法的合理性及結果的精確度。通常忽略重力，將分布力視為集中力。如齒輪受力被簡化為作用于齒寬中點的集中力;帶輪、鏈輪、聯軸器及軸承受力被視為作用于輪毅中點的集中力和轉矩(對滾動軸承，若準確些計算應取力作用點為壓力中心，詳見機械手冊軸承一章)。2)將力簡化到軸上分解為水平和垂直分力，繪出水平面和垂直面中的反力。3)繪水平、垂直兩個面彎矩圖。求垂直和水平面中的反力，繪出相應的彎矩圖。4)繪合成彎矩圖M，其計算公式為:（4-3）5)繪轉矩圖T。6)繪當量彎矩圖My、Mz。彎矩M引起的應力性質為對稱循環變(r=-1)，而轉矩T引起的應力性質與轉矩性質有關，轉矩大小、方向不變，其剪應力性質為靜應力(r=+1)；轉矩方向頻繁改變，則引起的應力性質為對稱循環(r=-1)；一般情況下，轉矩大小隨時間改變，引起應力的性質可簡化為脈動循環應力(r=0)。由于彎矩M引起應力性質與轉矩T引起的應力性質不同，所以σ和τ要合成一個統一應力性質的當量對稱循環彎曲應力，就要在轉矩T前乘以折算系數α，則當量彎矩Mv為:式中α的值:對轉矩引起的靜應力為(a+1b)(a-1b)，對轉矩引起脈動循環應力為(a+1b)(a-0b),對轉矩引起的對稱循環應力為(a+1b)(a-1h),其中a+1b、a-0b、a-1b為軸在靜應力、脈動循環應力、對稱循環應力狀態下的許用彎曲應力。7）計算軸的直徑。當量彎矩M，作用下的軸強度條件為:校核截面處有鍵槽時，軸徑要加大4%～5%，有兩個鍵槽時軸徑要加大7%～10%。這種方法也可做心軸和傳動軸的計算。4.2.2軸的剛度計算軸受力會發生彎曲彈性及塑性變形和扭轉彈性變形，若彈性變形過大，將會影響軸上零件的正常轉動，如安裝齒輪的軸，彎曲彈性變形會使齒輪發生偏載、啃齒；電機轉子的軸剛度不足，會使轉子與定子之間的間隙變大從而影響電機的正常工作；機床主軸的剛度不足會影響主軸的回轉精度;軸的彎曲剛度條件為:軸的扭轉剛度條件為:式中，y、θ、φ分別為軸在載荷作用下產生的撓度、偏轉角和扭轉角，可按材料力學或其他方法計算，y、[θ]、[φ]為許用值，可從有關資料中查取。最后設計的軸如下圖4.1所示：圖4.1軸4.3平鍵聯接的選擇及強度校核當鍵聯接時，可根據聯接的特點及結構特點、工作要求和工作參數來選擇鍵的樣子，根據軸的直徑和輪毅長度在標準中選取國家標準鍵的尺寸，必要時應進行強度校核，強度計算的相關參數見圖。圖4.2平鍵強度計算鍵的材料通常采用45鋼35鋼或強度極限不小于600N/mm2的碳素鋼。當輪毅為非黑色金屬材料時，鍵可用20或Q235、平鍵聯接的主要失效形式: