零傳動(dòng)滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，“高速切削”、“高精度切削”、“硬齒面切削”、“干切削”等加工理論和加工工藝進(jìn)入了齒輪加工領(lǐng)域，常規(guī)的數(shù)控機(jī)床難以滿足這些需求，因此，需要將直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于齒輪加工機(jī)床。 本課題以應(yīng)用最廣的滾齒機(jī)為研究對象，以“零傳動(dòng)”功能部件為核心，對機(jī)床設(shè)計(jì)/制造中關(guān)鍵的理論和技術(shù)進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，研制成功一臺(tái)基于零傳動(dòng)功能部件的高速、高精度滾齒機(jī)原型。 直接驅(qū)動(dòng)工件主軸是零傳動(dòng)滾齒機(jī)的核心功能部件，本文對滾齒機(jī)直接驅(qū)

2、動(dòng)工件主軸的關(guān)鍵設(shè)計(jì)和分析技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，具體包括， 1．對滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸所用力矩電機(jī)的選擇進(jìn)行了深入研究。研究包括對直流力矩電機(jī)、交流異步力矩電機(jī)和交流同步電機(jī)的性能特點(diǎn)的比較分析，還包括對無框架力矩電機(jī)和封閉式力矩電機(jī)這兩種電機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、適用范圍的比較分析。對滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸動(dòng)力學(xué)參數(shù)的設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行研究，總結(jié)了零傳動(dòng)滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)過程。 2．對滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸設(shè)計(jì)

3、的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)合滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸的性能要求，完成了本課題研究的零傳動(dòng)滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸的設(shè)計(jì)與分析。 3．論述了主軸靜剛度的研究方法。簡述了有限元理論及其代表軟件ANSYS的基本思想。建立滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸的有限元模型，對滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸的靜態(tài)特性進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明：軸承剛度，特別是前軸承剛度的提高有利于提高主軸靜剛度；支承跨距對靜剛度的影響不是單向的，也就是存在一個(gè)最佳跨距點(diǎn)使剛度最高，當(dāng)

4、實(shí)際跨距小于最佳跨距時(shí)，綜合剛度的降低比實(shí)際跨距大于最佳跨距時(shí)要敏感得多。 4．研究主軸的動(dòng)剛度及其影響參數(shù)。建立了滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸的有限元模型，驗(yàn)證了主軸良好的動(dòng)態(tài)特性，并對滾齒機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工件主軸的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，主軸的固有頻率會(huì)隨著軸承剛度的提高而有所加強(qiáng)，但增幅不大。軸的通孔的孔徑是主軸固有頻率的主要影響因素，固有頻率隨著孔徑的增大而提高。 最后，總結(jié)了本文的研究工作，得出了一些有益的結(jié)論，提出了