学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高速干切削螺旋锥齿轮铣齿机结构分析、优化与测试

作　者: 耿博
导　师: 王太勇
学　校: 天津大学
专　业: 机械工程
关键词: 螺旋锥齿轮铣齿机高速干切削有限元仿真静刚度测试模态试验
分类号: TG611
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 1次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

螺旋锥齿轮加工机床逐渐由低速湿切削向高速干切削发展，高速干切削成为当前螺旋锥齿轮加工技术的主流趋势，对机床的速度、精度和刚度等工作性能也提出了越来越高的要求。本文以机床动力学为理论依据，综合利用有限元仿真和试验测试方法，对螺旋锥齿轮高速干切削铣齿机的静动态特性进行仿真分析和测试，优化机床结构。基于机床动力学理论，结合机床结构优化分析方法和工程实际，总结了机床优化设计的基本原则，并针对高速干切削螺旋锥齿轮铣齿机，设计了机床结构动力学分析的基本流程。利用ANSYS有限元软件，根据图纸对螺旋锥齿轮铣齿机的关键部件进行仿真分析，计算立柱和床身等机床关键部件的重量、固有频率和静刚度等性能指标对壁厚等参数的灵敏度，得到结构和尺寸变化对机床结构特性的影响规律，综合考虑结构的各特性指标，对机床部件结构提出改进方案。在此基础上，通过粘接方法简化导轨等接合面，对整机进行有限元仿真计算；利用LMS测试软件对机床进行模态实验，结合试验结果，通过改变接合面粘接面积的方法修正机床的有限元仿真模型；对机床进行全面的静刚度测试，应用弹簧串联原理，计算机床各部件的静刚度分布情况，结合机床设计一般原则，并在装配等方面对机床结构提出改进建议。在机床上进行大轮的切削实验，测试不同加工方法、不同切削参数条件下的机床的加速度振动信号，判断机床振动类型和刀轴与工件轴的振动情况，验证了相应的仿真和实验的结论，检验机床加工性能，并为机床切削参数的选择提供依据。本文建立了铣齿机的动力学模型，丰富了高速干切削螺旋锥齿轮铣机的设计知识和资料，为螺旋锥齿轮加工设备的研发和应用提供了可靠的方法和数据支持。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 螺旋锥齿轮铣齿机的特点及发展概况  8-10
  1.2 高速干切削技术特点与应用  10-11
  1.3 机床结构动静态特性分析方法  11-13
  1.4 课题的提出及研究内容  13-16
    1.4.1 课题的提出  13-14
    1.4.2 课题的研究内容  14-16
第二章机床结构动态特性分析方法及其原理  16-29
  2.1 机床动力学基础  16-18
    2.1.1 振动分析原理  16-18
    2.1.2 机床模态分析研究内容  18
  2.2 机床动态优化方法及原理  18-23
    2.2.1 机床动力学特性分析基础  19-20
    2.2.2 机床动态特性分析方法  20-23
  2.3 精密机床优化设计的一般原则  23-26
  2.4 针对高速干切削螺旋锥齿轮铣齿机结构的分析方法  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章螺旋锥齿轮铣齿机部件动静态性能仿真分析  29-47
  3.1 螺旋锥齿轮铣齿机床身有限元分析  29-36
    3.1.1 床身结构自由状态模态分析  31-32
    3.1.2 地脚螺钉数量及其分布形式对结构静动态特性的影响  32-34
    3.1.3 床身静刚度分析与约束状态下模态分析  34-36
  3.2 螺旋锥齿轮铣齿机立柱有限元分析  36-46
    3.2.1 立柱结构的模态分析  36-40
    3.2.2 板厚变化对立柱结构静动态特性的影响  40-44
    3.2.3 立柱结构修改对其静动态特性的影响  44-46
  3.3 本章小结  46-47
第四章螺旋锥齿轮铣齿机整机结构性能分析与实验  47-67
  4.1 铣齿机结构有限元分析  47-49
    4.1.1 有限元分析模型  47-48
    4.1.2 有限元模态分析结果  48-49
  4.2 铣齿机结构模态试验分析  49-53
    4.2.1 试验模态基本原理  49-50
    4.2.2 试验模态测试分析  50-53
  4.3 铣齿机静刚度测试  53-59
    4.3.1 静刚度实验原理  53-55
    4.3.2 铣齿机刚度测量实验过程及数据处理  55-59
  4.4 铣齿机试切实验分析  59-66
    4.4.1 切削实验条件及测试方案  59-61
    4.4.2 切削振动信号数据处理与结论  61-66
  4.5 本章小结  66-67
第五章总结与展望  67-69
参考文献  69-72
发表论文和参加科研情况  72-73
致谢  73

高速干切削螺旋锥齿轮铣齿机结构分析、优化与测试

内容摘要

全文目录

相似论文