數(shù)控滾齒機精密傳動系統(tǒng)精度研究.pdf

1、齒輪是裝備制造業(yè)中極為重要的基礎件，精密超精密齒輪加工是機械制造業(yè)的發(fā)展方向，高精度齒輪機床是實現(xiàn)精密齒輪加工的首要條件。齒輪機床的精密傳動系統(tǒng)的性能直接決定機床的加工精度和性能。然而，我國的精密齒輪傳動裝置設計制造關鍵技術與精度理論研究仍然處于瓶頸期，多尺度多場耦合下的齒輪副傳動性能機理并未完全揭示。驅(qū)動和傳動部件等重要裝備主要性能同國外同類產(chǎn)品相比差距明顯。因此，開展齒輪機床精密機械傳動系統(tǒng)設計、制造關鍵技術及精度理論研究，提高齒輪

2、機床關鍵機械傳動系統(tǒng)的精度和性能具有十分重要的意義。
　　本文主要研究了傳動鏈傳動元件制造裝配誤差、傳動元件力致幾何誤差、機電耦合對機床精密傳動系統(tǒng)精度的影響。主要研究內(nèi)容如下：
　?、傺芯苛藱C械傳動鏈傳動件制造裝配誤差對傳動鏈線性誤差的影響規(guī)律，揭示了精密機械傳動鏈的誤差傳遞機理。本文針對某型滾齒機刀架傳動鏈系統(tǒng)，建立了相應的線性誤差模型，分析得到了各個傳動件誤差對整條傳動鏈傳動誤差的貢獻量。最后從多因素的角度（傳動元件制

3、造裝配誤差、力致幾何誤差、機電耦合）分析了傳動鏈傳動精度，提出了多因素影響下傳動鏈系統(tǒng)精度模型。
　?、诳紤]了齒輪副嚙合剛度、傳動軸扭轉(zhuǎn)剛度、軸承剛度對傳動鏈系統(tǒng)機械剛度的影響，建立了傳動鏈等效機械剛度數(shù)學模型，得到了系統(tǒng)剛度矩陣。根據(jù)蝸輪蝸桿受力特點將傳動鏈等效機械剛度數(shù)學模型推廣到蝸輪蝸桿副傳動鏈。針對某型滾齒機刀架傳動鏈系統(tǒng)，進行了機械剛度靈敏度仿真，找出了傳動鏈中的剛度薄弱環(huán)節(jié)。最后通過傳動鏈機械剛度實驗，驗證了理論模型的

4、正確性。
　?、坩槍δ承蜐L齒機刀架傳動鏈系統(tǒng)，從全局機電耦合角度，建立了該系統(tǒng)的機電耦合模型。分析了傳動鏈系統(tǒng)機械剛度、伺服剛度與閉環(huán)系統(tǒng)控制參數(shù)之間的匹配關系。應用Matlab/Simulink對系統(tǒng)耦合模型進行了仿真研究，仿真分析了傳動鏈系統(tǒng)機械剛度、伺服剛度、傳動裝置傳動誤差、傳動裝置間隙對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。
　?、茚槍δ承蜐L齒機刀架傳動鏈系統(tǒng)，建立了結(jié)合系統(tǒng)機電耦合仿真模型與ITAE準則的系統(tǒng)優(yōu)化Simulink模