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《重庆大学》 2006年
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零传动滚齿机关键技术研究与应用

刘润爱  
【摘要】: “零传动”又称直接驱动,在一般加工机床上用“电主轴”实现机床的主运动,可以较好地解决“外联”传动链长的问题,随着直线电机技术的逐渐成熟,直线运动也开始实现零传动。但对传动原理异常复杂、“内联”传动精度要求非常高的齿轮加工机床而言,由于缺乏理论作指导,在20世纪90年代以前国内外一直没有见到“零传动”技术在齿轮加工机床中成功应用的先例,齿轮加工机床一直沿用传统的传动方式,造成机床的传动结构异常复杂、传动效率低、传动精度差、磨损严重、切削速度低。一直到进入二十一世纪,“干切削”、“高速切削”、“高精度切削”、“硬齿面切削”等现代加工工艺进入齿轮加工领域,基于传统机械传动链的机床难于满足这些需求,因此国外的部分厂家才开始研制“零传动”齿轮加工机床,但机床的售价很高,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,本文提出以“零传动”功能部件为核心,对机床设计/制造中关键的理论和技术进行深入系统的研究,研制成功一台基于零传动功能部件的高速、高精度滚齿机原型,为我国机床行业赶超世界先进水平打下坚实的基础。零传动滚齿机的滚刀主轴回转运动和工件主轴回转运动均去掉一般数控滚齿机中的高精度齿轮副和蜗轮副,采用内置主轴电机(电主轴,用于滚刀主轴)、内置力矩电机(DDR电机,用于工件主轴)分别驱动,这样就消除了由于传动装置而产生的误差,提高了滚齿机的加工精度。 零传动滚齿机突破了传统齿轮加工机床的结构设计原理,研究和开发高速、高精度零传动滚齿机是齿轮机床的重大变革。针对零传动高速滚齿机的六项关键设计技术:总体布局设计技术、速度匹配性设计技术、传动系统设计技术、床身及排屑系统设计技术、滚刀主轴及工件主轴直接驱动结构设计技术、直驱滚刀主轴及工件主轴编码器选取技术进行了详细的分析与研究。 将多体系统理论与齿轮啮合原理结合起来,根据数控滚齿机运动的实际情况,在比较全面地考虑了由于制造误差、安装误差、运动控制不精确以及其它原因引起的机床部件初始位置误差与运动误差等因素后,对数控滚齿机的滚齿啮合进行了分析,推导出包含误差影响因素在内的工件齿面方程,建立了工件齿面误差模型。该模型包含了由于制造、安装、运动控制不精确和刀具、床身、工件热变形
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG612

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 尹洋;张根保;曹东锋;张新玉;;零传动干式滚齿机关键部件结构设计与研究[J];机床与液压;2008年04期
2 尹洋;张根保;曹东锋;张新玉;;零传动滚齿机设计基本原理与加工试验验证[J];机械设计与制造;2008年07期
3 胡晋;张根保;张新玉;;零传动滚齿机加工系统动力学建模及试验研究[J];现代制造工程;2008年07期
4 任显林;张根保;;复杂产品质量特性波动混沌传递状态空间建模[J];中国机械工程;2011年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨勇;大型数控滚齿机加工误差及补偿研究[D];重庆大学;2012年
2 满佳;圆柱齿轮机床可适应产品平台构建方法及应用[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 徐攀;余弦齿轮的数控插削加工方法及仿真研究[D];湖南科技大学;2011年
2 李新平;考虑结合面特性的机床精度数字化设计系统研究与设计[D];南京理工大学;2012年
3 刘阳;面向石材制品的复合加工理论及应用研究[D];山东大学;2010年
4 张博;主轴直驱式车床热特性分析与优化设计[D];重庆大学;2010年
5 陈坤;直驱式滚齿机工件主轴系统抗振性结构分析与优化[D];重庆理工大学;2010年
6 李晓飞;零传动滚齿机滚刀主轴系统抗振性优化[D];重庆理工大学;2012年
7 苑春迎;汽车发动机缸体双金属曲轴孔数控精密镗孔机床的设计及研究[D];重庆理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王静,刘静波,曹荣;国内外齿轮加工技术及设备[J];成都纺织高等专科学校学报;2001年03期
2 粟时平,李圣怡,王贵林;多轴数控机床的通用运动学综合空间误差模型[J];国防科技大学学报;2001年04期
3 巩娟,李庆祥,李玉和;精密工作台的设计与实验研究[J];光学技术;2005年04期
4 李国平;非标准齿轮的插齿加工[J];航空制造技术;2000年04期
5 方毅;椭圆齿轮插齿机的工作原理及齿形方程[J];机床与液压;2002年05期
6 罗魁元,邓生明;Y3150E滚齿机的数控改造及应用[J];机床与液压;2004年01期
7 肖曙红,黄晓明,张伯霖;高速角接触球轴承发热及其影响因素[J];机床与液压;2004年12期
8 宋鹍;张根保;刘润爱;王萍萍;巩丽;;基于直接驱动技术的数控滚齿机同步运动控制研究[J];机床与液压;2006年11期
9 宋德儒,吴玉厚,张珂,王立杰;陶瓷轴承电主轴在高速精密磨床中的应用[J];机电产品开发与创新;2005年02期
10 亢再章,唐丛梅;硬齿面齿轮滚切技术[J];机械传动;1998年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 庄磊;电子齿轮箱关键控制技术及其应用研究[D];南京航空航天大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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
2 李军;伺服系统中精密齿轮传动设计分析研究[D];重庆大学;2003年
3 曾令万;数控高速滚齿机模块化设计及其经济分析[D];重庆大学;2003年
4 李先广;面向绿色制造的高速干式切削滚齿机设计与评价技术研究[D];重庆大学;2003年
5 胡爱玲;高速电主轴动静态特性的有限元分析[D];广东工业大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王文熙;廖铭;;经济型数控车床两用机构[J];安徽工学院学报;1991年04期
2 刘素华,袁世先;电主轴关键技术及工艺要点[J];安阳师范学院学报;2003年05期
3 戴毅杰,任改翠;BFP125落地镗床电控系统的改造[J];包钢科技;2002年05期
4 辜志刚,谌永祥;三坐标数控机床误差补偿技术[J];兵工自动化;2004年02期
5 陈昌金;尹健;;虚拟样机技术在数控深孔螺旋拉床整机设计中的应用[J];兵工自动化;2008年02期
6 王宝元,吴三灵;火炮动力学分析计算机程序[J];兵工学报;1997年04期
7 冯长根,温波,李才葆;自行火炮行进间射击动力学研究[J];兵工学报;2002年04期
8 李岩;范大鹏;;基于多体系统运动学理论的三轴转台装配误差建模分析[J];兵工学报;2007年08期
9 高荣;王治森;;基于XML的数控功能集成技术[J];北京工业大学学报;2011年02期
10 靳阳;郇极;肖文磊;郭成军;;适合多种机床结构的数控系统5坐标变换库[J];北京航空航天大学学报;2012年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈奇海;;基于先进制造技术的雷达总体工艺设计[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 黄人豪;濮凤根;;液压控制元件产品结构创新和发展趋势——对模块化、可组配、开放式和集成化的思考[A];第三届全国流体传动及控制学术会议大会交流论文集[C];2004年
3 陈就;刘丰林;徐晓刚;;三轴数控联动滚齿机YK3125总体设计[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
4 李先广;;齿轮加工机床的绿色设计与制造[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 刁玖胜;;结构因素对雷达伺服系统性能影响的仿真分析[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
6 李彦征;王树新;;数控插齿机的误差建模及仿真分析[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
7 翟晓玉;高嵩;;渗碳齿轮磨削裂纹问题分析及抑制措施[A];2002年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2002年
8 张龙波;;基于PC机的开放式数控系统[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
9 张训亚;费本华;张伟;;木工数控机床精度研究概述[A];2009全国木材加工技术与装备发展研讨会木工机械数控新技术培训班论文集(会刊)[C];2009年
10 连井涛;李华刚;;宽厚板轧机工程全自动数控火焰切割机控制系统的设计与应用[A];全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
2 沈洪垚;自适应NURBS曲线插补关键技术及实现研究[D];浙江大学;2010年
3 李大奇;叶片双面磨抛系统及路径规划研究[D];吉林大学;2011年
4 凌四营;超精密磨齿中的机床精化及磨齿工艺研究[D];大连理工大学;2011年
5 王保民;电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D];兰州理工大学;2009年
6 夏广岚;木制楼梯扶手弯头数控加工的关键技术研究[D];东北林业大学;2010年
7 程刚;高射频自动机及供输弹机构动态特性研究[D];南京理工大学;2011年
8 王繁生;带式输送机柔性多体动力学分析方法研究[D];中国矿业大学;2010年
9 毛建中;菱形车悬架系统优化设计与动力学分析[D];湖南大学;2009年
10 黄智;叶片型面数控砂带磨削技术基础及应用研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李友;数控机床床身系统动态特性分析[D];长春理工大学;2010年
2 朱向东;高速机床伺服进给系统定位精度的控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 阳江源;数控机床热误差检测与建模研究[D];大连理工大学;2010年
4 王庆男;高精度插齿刀磨齿机减振与插齿实验研究[D];大连理工大学;2010年
5 孙博;储箱壁板网格加工专用铣床的研制[D];大连理工大学;2010年
6 陈海;数控滚齿机的三轴联动PLC控制研究[D];苏州大学;2010年
7 梁毅峰;高速加工机床电主轴系统关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年
8 潘洪杰;行星齿轮减速器系统传动精度的研究[D];天津理工大学;2010年
9 魏彦波;基于UG的碗形曲面数控加工技术研究[D];山东大学;2010年
10 吴佳杰;基于压电驱动的多自由度微操纵平台及其测控技术的研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭士雄,李国强;钢结构设计中对ANSYS的二次开发[J];四川建筑科学研究;2005年02期
2 宋德文;如何提高机床结构的动刚度[J];安徽机电学院学报;2001年03期
3 王秀彦,费仁元,安国平;21世纪制造业的发展趋势[J];北京工业大学学报(社会科学版);2002年01期
4 范晋伟;运用多体系统运动学理论建立数控机床空间误差模型[J];北京工业大学学报;1999年02期
5 黄旭东,费仁元,杨家华;主轴部件动态特性的实验研究[J];北京工业大学学报;1994年03期
6 杨庆东;张瑞乾;刘国庆;钟建琳;;数控机床数字化设计体系结构研究与应用[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2010年03期
7 王静,刘静波,曹荣;国内外齿轮加工技术及设备[J];成都纺织高等专科学校学报;2001年03期
8 郝建军;张光辉;施全;;环面蜗轮滚刀可重磨性研究与应用——环面蜗轮滚刀理论分析[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年06期
9 林平;;发动机配气机构的动力学模型及计算分析[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年08期
10 任思路;童宝宏;;车用发动机曲轴的有限元分析[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年09期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋兴奇;主轴轴承热特性及对速度和动力学性能影响的研究[D];浙江大学;2001年
2 粟时平;多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 曹华军;面向绿色制造的工艺规划技术研究[D];重庆大学;2004年
4 许虹;可重构机床设计理论与方法研究[D];浙江大学;2003年
5 钱德猛;汽车空气悬架系统的参数化建模、分析及设计理论和方法研究[D];合肥工业大学;2005年
6 王伏林;数字化齿面展成加工及误差补偿研究[D];华中科技大学;2005年
7 周家林;镗孔加工尺寸误差预测与补偿系统的研究与实践[D];华中科技大学;2005年
8 姜华;高速精密卧式加工中心开发的关键技术研究[D];四川大学;2007年
9 马自勤;现代工艺管理及若干关键技术研究[D];大连交通大学;2008年
10 程贤福;公理设计应用研究及其与稳健设计的集成[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李奎;基于结合面参数的高档数控机床动态特性分析与优化[D];南京理工大学;2011年
2 顾思闽;机床固定结合面动态特性参数实验研究[D];南京理工大学;2011年
3 张华;机床滚动导轨结合面动态特性参数识别试验研究[D];南京理工大学;2011年
4 陈鹏;基于虚拟设计技术的数控滚齿机设计方法及应用研究[D];重庆大学;2002年
5 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
6 曾令万;数控高速滚齿机模块化设计及其经济分析[D];重庆大学;2003年
7 李先广;面向绿色制造的高速干式切削滚齿机设计与评价技术研究[D];重庆大学;2003年
8 胡爱玲;高速电主轴动静态特性的有限元分析[D];广东工业大学;2004年
9 梁志强;加工中心整机试验模态分析及主要结合部参数识别方法研究[D];昆明理工大学;2004年
10 徐丽萍;面向产品族的液压机广义模块化设计研究[D];天津大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张志英;戴银芳;陈杰;;船底分段装配偏差流建模[J];哈尔滨工程大学学报;2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王保民;电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D];兰州理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 胡晋;零传动滚齿机滚刀主轴系统动静态特性分析及试验研究[D];重庆大学;2008年
2 颜连涛;石材异型制品复合加工工艺及设备研究[D];山东大学;2012年
3 孔彦杰;可重构石材台面板生产线的设计研究[D];山东大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄旭东,费仁元,杨家华;主轴部件动态特性的实验研究[J];北京工业大学学报;1994年03期
2 刘国庆,杨庆东,王科社;五轴加工中心主轴的热性能虚拟仿真研究[J];北京机械工业学院学报;2000年04期
3 陈宗农,郭明,董荣歌;角接触球轴承静态刚度计算[J];轴承;1993年03期
4 徐荣瑜;角接触球轴承摩擦力矩的计算[J];轴承;1994年06期
5 刘晓初;有效过盈量对轴承径向工作游隙的影响[J];轴承;1996年11期
6 杨咸启;轴承系统温度场分析[J];轴承;1997年03期
7 粱波,查志,杨进周;主轴轴承结构及其高速性[J];轴承;1997年09期
8 蒋兴奇,马家驹,赵联春;高速精密角接触球轴承热分析[J];轴承;2000年08期
9 施晶,王立鑫,田洪生,马纯;高速球轴承单元动态及静态特性[J];轴承;2001年07期
10 杜迎辉 ,邱明 ,蒋兴奇 ,马家驹;高速精密角接触球轴承刚度计算[J];轴承;2001年11期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄泽森;;零传动滚齿机工件主轴动态分析及改进措施[J];现代制造工程;2008年10期
2 尹洋;张根保;曹东锋;张新玉;;零传动滚齿机设计基本原理与加工试验验证[J];机械设计与制造;2008年07期
3 尹洋;张根保;曹东锋;张新玉;;零传动干式滚齿机关键部件结构设计与研究[J];机床与液压;2008年04期
4 巩丽;张根保;刘润爱;黄强;;零传动数控滚齿机的精度分析[J];机床与液压;2006年02期
5 刘润爱;张根保;黄强;巩丽;;提高零传动滚齿机系统刚度的研究[J];系统仿真学报;2006年03期
6 胡晋;张根保;张新玉;;零传动滚齿机几何误差建模及补偿研究[J];机械科学与技术;2009年03期
7 徐昌培;提高滚齿机支承系统静刚度的方法[J];制造技术与机床;1990年05期
8 徐平,石征锦,于英华;交流伺服系统在滚齿机内传动链中的应用[J];基础自动化;2000年03期
9 尹洋;张根保;曹东锋;张新玉;;直驱主轴滚齿机设计关键技术[J];机床与液压;2009年02期
10 夏水华;滚齿机范成链传动精度的反求[J];机械传动;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张崴汉;姜春雨;姬国栋;;滚齿机分度传动链的误差分析与计算[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
2 陈就;刘丰林;徐晓刚;;三轴数控联动滚齿机YK3125总体设计[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
3 刘艳;张欣;;舵系统动刚度试验研究[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
4 范永刚;林万娟;臧红日;;在滚齿机上测量斜齿轮的螺旋角[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
5 陈道政;吴伟;伋兴强;;超级桩基承载力检测PDB在工程中的应用[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1996年
6 李志芹;;FoxPro在机械设计与制造中的一些应用[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
7 朱若燕;谢一魁;李厚民;宋庭新;;汽车传动轴减振器静动刚度测试分析[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
8 李可;娄华威;袁海平;;小型移动式气象雷达天线座结构设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
9 王创民;高俊云;王首成;;桥式起重机动刚度计算的建模与分析[A];自主创新 实现物流工程的持续与科学发展——第八届物流工程学术年会论文集[C];2008年
10 王山山;邱玲;徐炜;;结构动刚度的测试及损伤对其影响[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈运发;高精度零编程数控滚齿机床研制成功[N];中国工业报;2009年
2 本报记者 李松战 实习生 王婧;河南洛重:高起点进军重型机械配套领域[N];洛阳日报;2009年
3 ;以创新促产品升级 勇做行业领跑者[N];中国工业报;2010年
4 本报记者 严曼青;重庆机床:叫响“重机”品牌[N];机电商报;2006年
5 刘斐;重庆机床新齿轮加工机床获专利[N];中国企业报;2008年
6 杨灿辉 朱建松 罗觅知;重庆机床“大机床项目”顺势启动[N];机电商报;2008年
7 杨爱东 于仲仁;超级大齿圈在“沈水机”滚齿成功[N];中国建材报;2005年
8 沈伐彦 本报记者 余义勇;这到底算不算工伤?[N];四川日报;2005年
9 孙明强;重庆机床实现历史跨越[N];中国工业报;2006年
10 孙明强;长风破浪当其时 直挂云帆击商海[N];中国工业报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 黄强;零传动滚齿机精度控制及颤振抑制技术研究[D];重庆大学;2008年
3 陈国荣;面向服务的滚齿机故障诊断模式及关键支撑技术研究[D];重庆大学;2011年
4 杨勇;大型数控滚齿机加工误差及补偿研究[D];重庆大学;2012年
5 李昆;激光非接触位移传感器的研制及其应用[D];中国地震局工程力学研究所;2004年
6 沈金华;数控机床误差补偿关键技术及其应用[D];上海交通大学;2008年
7 高志强;ZFWZ12型滚齿机数控改造的研究[D];沈阳农业大学;2008年
8 李新刚;微机电陀螺误差建模及其在飞行器组合导航中的应用[D];西北工业大学;2004年
9 李鸣鸣;大行程纳米定位系统若干关键技术研究[D];上海大学;2007年
10 李松生;超高速电主轴球轴承—转子系统动力学性能的研究[D];上海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓飞;零传动滚齿机滚刀主轴系统抗振性优化[D];重庆理工大学;2012年
2 张新玉;零传动滚齿机热特性分析及试验研究[D];重庆大学;2008年
3 崔春煦;基于PLC控制的滚齿机数控改造[D];苏州大学;2010年
4 何振亚;数控机床三维空间误差建模及补偿研究[D];浙江大学;2010年
5 曹东锋;滚齿机数控系统二次开发中的自动编程和质量控制技术研究[D];重庆大学;2008年
6 陈坤;直驱式滚齿机工件主轴系统抗振性结构分析与优化[D];重庆理工大学;2010年
7 金范植;大型螺旋锥齿轮数控铣床加工误差分析与补偿技术研究[D];沈阳工业大学;2012年
8 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
9 郑学刚;数控机床误差补偿技术若干问题研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 赵静;面向滚齿机故障诊断的知识管理方法及应用研究[D];重庆大学;2011年
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