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《重庆大学》 2006年
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零传动滚齿机刀架部件设计技术研究

宋鹍  
【摘要】: 齿轮加工正朝着环保、高效、高精度及无屑加工方向发展,齿轮加工机床正朝着全数控、功能复合、柔性、自动化、安全性及网络化方向发展。传统机械式滚齿机传动结构异常复杂、传动效率低、传动精度差、磨损严重、切削速度低,在各方面都不能满足现代滚齿机的性能要求;普通全数控滚齿机虽然具有全数控化、柔性好、安全的特点,但是机械传动环节的存在始终限制其加工速度的提升,不能适应干式切削的需要。因此,国外的部分厂家从最近几年才开始研制“零传动”齿轮加工机床。零传动滚齿机突破了传统齿轮加工机床的结构设计原理,采用电主轴和内置力矩电机直接驱动滚刀旋转运动和工件轴旋转运动,是齿轮机床设计技术的重大变革。但国外零传动机床的售价很高(是一般数控机床的2~3倍),设计原理和技术资料严格保密,形成了技术垄断的局面。 为了打破国外的技术垄断,尽快提高我国齿轮加工机床的设计/制造水平,研究和开发高速、高精度零传动滚齿机是十分必要的。零传动滚齿机的研制基于零传动功能部件,由电主轴直接驱动的零传动刀架部件是研发的核心之一。 本文对刀架部件设计的关键技术进行了深入地研究,重点分析了影响主轴轴系性能的回转精度、静刚度、动态特性、温升和热变形四大因素。 在理论分析的基础上,对刀架部件进行设计。包括B轴电机和Y轴电机的动力参数设计,编码器选择,主轴支承的选用和配置设计,轴承刚度计算,轴承的润滑和预紧设计,电主轴转子和主轴过盈量设计,电主轴定子冷却系统设计,滚刀轴轴系动平衡设计,窜刀轴预拉伸结构设计、滚刀轴部件的锁紧设计等。 采用有限元方法,利用ANSYS软件对设计结果进行了有限元建模,并在此基础上对刀架部件进行了定量的静态特性分析,得到刀架部件滚刀轴轴系的静刚度,并定量分析了轴承刚度对轴系静刚度的影响。 采用有限元方法,在静态特性分析建立的模型的基础上进行了定量的动态特性分析。着重分析了滚刀轴轴系固有频率和振型以及对切削力的响应。定量分析了轴承刚度及支承跨距对固有频率的影响,设计出了最合适的支承跨距。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG612

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张伟;曲轴外圆复合车削刀架机构的刚度研究[D];武汉理工大学;2011年
2 邓洋;数控滚齿机关键零部件模块化建模与有限元分析[D];兰州理工大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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10 张学玲,徐燕申,钟伟泓;基于有限元分析的数控机床床身结构动态优化设计方法研究[J];机械强度;2005年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 褚守云;16V280曲轴加工工艺研究[D];上海交通大学;2007年
8 刘进;曲轴连杆颈复合跟随车削刀架的动力学分析与优化[D];武汉理工大学;2009年
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10 储呈国;现场端面车床刀架系统的结构优化研究[D];兰州理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 黄晓明;高速电主轴热态特性的有限元分析[D];广东工业大学;2003年
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4 邵朋礼;尹明静;尹华兵;王军;;某车辆动力传动舱有限元结构分析[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
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4 安世亚态 马骏;航空CAE中的梁壳单元[N];中国航空报;2005年
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8 胡建新;有限元的探索[N];光明日报;2002年
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1 武云鹏;有限元线法求解时域问题的研究[D];清华大学;2004年
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6 刘润爱;零传动滚齿机关键技术研究与应用[D];重庆大学;2006年
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9 张杰;层压弯曲木椅结构强度分析与优化研究[D];东北林业大学;2012年
10 杨泽青;基于复杂系统理论的高速数控加工装备动静态特性监控技术研究[D];河北工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋鹍;零传动滚齿机刀架部件设计技术研究[D];重庆大学;2006年
2 李晓娟;土体隧道围岩稳定性分析与研究[D];吉林大学;2006年
3 金生吉;钢结构梁柱节点连接的优化设计[D];沈阳工业大学;2005年
4 肖伟荣;基于有限元ANSYS的拱坝体形优化[D];昆明理工大学;2005年
5 任惠巧;大型电除尘器钢结构立柱部件有限元优化分析[D];太原理工大学;2005年
6 张成祥;铁路接触网支持架的有限元分析[D];武汉大学;2004年
7 周楚兵;梁式结构损伤检测的移动质量法研究[D];武汉理工大学;2006年
8 杨仲义;西华I型足球机器人子系统的研究[D];西华大学;2006年
9 黄冬梅;包装热封缺陷的红外无损检测[D];江南大学;2005年
10 安兆静;装配式无粘结预应力混凝土连续梁的受力性能有限元分析[D];合肥工业大学;2006年
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