隨著工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展,精密減速機(jī)作為機(jī)器人核心部件,主要由小模數(shù)齒輪傳動,而國內(nèi)的插齒機(jī)加工精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足機(jī)器人用小模數(shù)齒輪加工的要求,因此齒輪加工行業(yè)迫切需求一款專門針對小模數(shù)加工特點設(shè)計的高精度插齒機(jī)床。數(shù)控靜壓主軸作為高精度小模數(shù)插齒機(jī)的核心部件,其結(jié)構(gòu)特點、承載能力、靜動態(tài)特性是影響機(jī)床加工精度的主要因素。本文針對數(shù)控插齒機(jī)靜壓主軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計校核、靜力學(xué)分析、模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,以提高小模數(shù)插齒機(jī)的加工精度。對靜壓主軸主體結(jié)構(gòu)、靜壓支撐件進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對靜壓軸承和靜壓花鍵進(jìn)行承載能力校核;通過對主軸最大切削力的計算對主軸進(jìn)行靜力學(xué)分析求得其最大形變,結(jié)果表明形變量滿足加工精度要求。通過ANSYS Workbench有限元軟件,對主軸進(jìn)行模態(tài)仿真分析,得到其主軸前六階模態(tài)參數(shù)。分析結(jié)果表明主軸最高轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速,動態(tài)指標(biāo)滿足設(shè)計要求;通過對主軸-軸承系統(tǒng)的模態(tài)仿真分析可知,靜壓軸承的支撐剛度對主軸固有頻率的影響不大,且隨著模態(tài)階數(shù)的增加固有頻率變化規(guī)律相同。通過對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的不平衡量的計算求解,對主軸系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計;首先分析了主軸系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),并對結(jié)構(gòu)...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究背景及意義
    1.3 液體靜壓主軸國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 數(shù)控靜壓主軸研究現(xiàn)狀
        1.3.2 高速主軸動態(tài)特性研究現(xiàn)狀
        1.3.3 主軸動平衡技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容與總體結(jié)構(gòu)
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 本文技術(shù)路線
        1.4.3 總體結(jié)構(gòu)
第2章 插齒機(jī)靜壓主軸的設(shè)計與靜態(tài)特性分析
    2.1 主軸的設(shè)計要求和技術(shù)參數(shù)
        2.1.1 設(shè)計要求
        2.1.2 技術(shù)指標(biāo)
    2.2 主軸的結(jié)構(gòu)的設(shè)計
    2.3 靜壓支承件的設(shè)計與計算
        2.3.1 靜壓支承工作原理
        2.3.2 靜壓軸承的設(shè)計與承載能力校核
        2.3.3 靜壓導(dǎo)軌的設(shè)計與承載能力校核
    2.4 主軸的靜力學(xué)分析
        2.4.1 主軸的最大切削力估算
        2.4.2 基于ANSYSWorkbench的主軸靜力學(xué)分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 靜壓主軸的模態(tài)分析
    3.1 模態(tài)分析基本理論
    3.2 基于ANSYS的模態(tài)分析基本過程
    3.3 基于ANSYS的靜壓主軸模態(tài)分析
        3.3.1 有限元模型的建立
        3.3.2 材料屬性與邊界條件
        3.3.3 模態(tài)分析結(jié)果
    3.4 支撐剛度對主軸固有頻率的影響規(guī)律
    3.5 本章小結(jié)
第4章 主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
    4.1 插齒機(jī)主運動的機(jī)械結(jié)構(gòu)
        4.1.1 插齒機(jī)主運動的動力傳遞
        4.1.2 插齒機(jī)主運動的結(jié)構(gòu)參數(shù)
    4.2 主軸不平衡量的數(shù)學(xué)模型建立
        4.2.1 曲柄滑塊的機(jī)構(gòu)參數(shù)
        4.2.2 曲柄和搖桿的質(zhì)心確定
        4.2.3 搖桿的角速度確定
    4.3 主軸系統(tǒng)不平衡量的計算
        4.3.1 曲柄搖桿不平衡量的計算
        4.3.2 傳動軸不平衡量的計算
        4.3.3 插齒機(jī)主運動不平衡的計算
    4.4 基于Matlab的不平衡量求解
        4.4.1 模型建立
        4.4.2 模型求解
        4.4.3 結(jié)果分析
    4.5 動平衡裝置的設(shè)計
    4.6 本章小結(jié)
第5章 主軸試驗?zāi)B(tài)分析與振動測試
    5.1 試驗?zāi)B(tài)分析的基本原理
    5.2 基于錘擊法的主軸試驗?zāi)B(tài)分析
        5.2.1 試驗系統(tǒng)的介紹
        5.2.2 試驗方案的確定
        5.2.3 試驗結(jié)果
    5.3 主軸系統(tǒng)的振動測試
        5.3.1 測試平臺的搭建
        5.3.2 振動信號的采集
        5.3.3 基于Matlab振動信號的處理
        5.3.4 試驗結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄1：攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果



本文編號：3761093