【摘 要】
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动力刀架是高档数控机床的核心功能部件,其技术含量高,加工难度大,长期以来一直被国外企业所垄断。高速、平稳和可靠运行是制约国内动力刀架发展的关键技术难题。本文旨在通
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动力刀架是高档数控机床的核心功能部件,其技术含量高,加工难度大,长期以来一直被国外企业所垄断。高速、平稳和可靠运行是制约国内动力刀架发展的关键技术难题。本文旨在通过动力学特性分析与结构优化研究,改善动力刀架的动力学特性,提高动力传动系统的抗振能力,减小载荷冲击,为设计动力刀架提供相关数据和理论依据。论文的主要内容如下：(1)建立了动力刀架模态分析有限元模型,分析其模态特性,从而找到刀架的刚度薄弱环节,并提出改进措施。(2)在考虑高速齿轮传动特性的前提下,校核了齿轮的齿面接触疲劳强度和弯曲强度。建立了齿轮的三维有限元模型,对模型进行瞬态动力学仿真,分析了应力分布规律。探讨了模数、压力角、摩擦系数、齿宽比等参数对齿轮传动特性的影响。(3)计算了齿轮和轴承的刚度,并基于均值刚度对系统的固有特性进行了研究,提出了改善动力传动系统固有特性的方法。(4)建立了动力刀架刀具转动工况的刚柔耦合模型,考虑刀架的弹性和轴承刚度,分析了齿轮传动系统的动力学特性。建立了动力刀架转位工况的刚柔耦合模型,分析了空载、满载和偏载等情况下的力学特性,并给出了一种刀架合理使用的建议。(5)建立了刀盘的结构参数数学模型,通过轻量化设计,在保证一定刚度的前提下有效减小了刀盘质量。
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