數(shù)控機(jī)床齒輪傳動(dòng)消隙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真研究.pdf

1、對(duì)于行程超過(guò)6~10m的大、重型數(shù)控機(jī)床,伺服進(jìn)給執(zhí)行部件常采用齒輪齒條傳動(dòng)代替滾珠絲杠傳動(dòng),以便提高傳動(dòng)及支承剛度、實(shí)現(xiàn)超大行程(齒條分段拼接),降低成本等。但對(duì)于精度要求較高的數(shù)控機(jī)床必須提高齒輪齒條的傳動(dòng)精度,尤其要減小或消除進(jìn)給傳動(dòng)中的反向間隙,以提高機(jī)床的坐標(biāo)定位精度和重復(fù)定位精度等。本文研究了消除齒輪齒條傳動(dòng)反向間隙的方法,及雙齒輪消隙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真。
　　本文首先討論了齒輪副側(cè)隙對(duì)傳動(dòng)精度的影響,分析了影響齒隙寬度

2、的因素,提出了消除齒輪傳動(dòng)反向間隙的方法。由于齒隙的存在造成傳動(dòng)回差、引起傳動(dòng)非線(xiàn)性和系統(tǒng)的自振蕩等,使傳動(dòng)不精確、不平穩(wěn),嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床的精度。為此本文分析了消除各種齒輪傳動(dòng)側(cè)隙的方法及其特點(diǎn),提出了消除齒輪齒條傳動(dòng)側(cè)隙的雙齒輪輸出傳動(dòng)消隙法。其次,提出了雙齒輪傳動(dòng)消隙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案及各方案的工作原理和特點(diǎn),通過(guò)比較選擇了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、控制簡(jiǎn)單方便、使用維護(hù)方便、成本較低的彈簧消隙機(jī)構(gòu)。研究了彈簧消隙機(jī)構(gòu)的一般設(shè)計(jì)方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

3、,并以實(shí)例說(shuō)明利用Matlab軟件對(duì)齒輪參數(shù)和傳動(dòng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化后的參數(shù)可使箱體體積減小10％~20％。最后,利用UG軟件對(duì)雙齒輪消隙機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維建模和虛擬裝配,并通過(guò)ADAMS軟件對(duì)雙齒輪消隙機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析,得出相關(guān)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn),分析雙齒輪消隙機(jī)構(gòu)的消隙效果。通過(guò)運(yùn)動(dòng)仿真分析,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的雙齒輪消隙機(jī)構(gòu)可以消除齒輪齒條傳動(dòng)側(cè)隙引起的回差。本研究為大型數(shù)控機(jī)床消除齒輪齒條傳動(dòng)側(cè)隙提供了理論參考,所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)消隙箱可直接應(yīng)用到