零傳動滾齒機滾刀主軸系統(tǒng)抗振性優(yōu)化.pdf

1、“零傳動”又稱直接驅(qū)動,即由電機直接驅(qū)動機床執(zhí)行部件,如主軸旋轉(zhuǎn)、工作臺直線進給或回轉(zhuǎn)工作臺低速回轉(zhuǎn)。零傳動取消了所有的機械傳動環(huán)節(jié),將傳動鏈的長度縮短為零,不僅大幅度提高了機床的加工速度和加工精度,而且較為徹底地解決了機械傳動環(huán)節(jié)的磨損及轉(zhuǎn)動慣量較大的問題,為提高機床的精度保持性和運動靈敏性提供了很好的條件,此外,機械結(jié)構(gòu)也可得到有效簡化。新技術(shù)的應(yīng)用也帶來新的研究課題。零傳動技術(shù)在滾齒機上的應(yīng)用使切削速度得以大幅度提升,這就對機床的

2、抗振性能提出了更高的要求。同時,零傳動取消了中間的傳動環(huán)節(jié)的緩沖,使得切削力直接作用于主軸及電機上,這同樣需要最終執(zhí)行部件具有更好的抗振性能。因此,深入研究并提高零傳動滾齒機主軸的動靜態(tài)特性,就成為了一項必須進行的工作。
　　本文以零傳動滾齒機為研究對象,主要進行了以下研究工作:
　?、僭诤喪鳊X輪加工技術(shù),尤其是滾齒加工現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,對“零傳動”技術(shù)在滾齒機中的應(yīng)用狀況進行了詳細分析;重點闡述了電主軸的結(jié)構(gòu)特點及其

3、動靜態(tài)特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;分析和歸納了我國在主軸動靜態(tài)特性研究領(lǐng)域內(nèi)所面臨的問題,提出了本文的研究目標(biāo)及主要內(nèi)容。
　?、谠诤喪鯵K3610零傳動滾齒機用途、傳動系統(tǒng)及主要結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對該機床滾刀主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行了詳細地分析,并根據(jù)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點提出了系統(tǒng)動靜態(tài)特性的研究要求以及動態(tài)特性的評價指標(biāo)。
　?、巯到y(tǒng)分析了傳遞矩陣法的原理、特點及其適用場合,并依照本次研究的要求對常規(guī)的傳遞矩陣進行了有效的改進。應(yīng)用改進后的

4、傳遞矩陣對主軸固有頻率進行了計算,并將計算結(jié)果與有限元法模態(tài)分析得到的結(jié)果進行了比較。比較結(jié)果表明,改進后的傳遞矩陣法更適合本次研究工作;基于傳遞矩陣法,應(yīng)用MATLAB編程實現(xiàn)了主軸部件的固有頻率、振型及動剛度的變參數(shù)分析,分析了該部件多個設(shè)計參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響規(guī)律及特征,為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了基本依據(jù)。
　　④依照正交試驗法的基礎(chǔ)理論、性質(zhì)及特點,對部件各個重要設(shè)計參數(shù)影響系統(tǒng)動剛度的相關(guān)性和顯著性進行了試驗研究。極差