【正文】 工件的。圓周進(jìn)給量的大小以每往復(fù)行程工件在分度圓上轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)計(jì)。 刀具切削回程時(shí)退離工件的運(yùn)動(dòng)，用以避免刀具齒面與工件已加工表面相摩擦或干涉，以保證加工零件的齒面光潔度及提高刀具的 使用壽命。 本機(jī)床加工時(shí)的幾個(gè)主要運(yùn)動(dòng)如下 [7]: 主運(yùn)動(dòng)是機(jī)床的主切削運(yùn)動(dòng)，由主電機(jī)，經(jīng)傳動(dòng)軸和曲柄滑塊結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榈遁S的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以完成工件切削。 機(jī)床的工作原 理 本機(jī)床采用范成法 (展成法 )加工，即加工時(shí)，工件和刀具作無間隙插削，當(dāng)?shù)毒叩凝X形為漸開線時(shí)，加工出的工件齒形也為漸開線。 本機(jī)床為數(shù)控插齒機(jī)，特別適用十單件和小批生產(chǎn)，也適用十大批量生產(chǎn)。 并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行機(jī)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。模態(tài)分析是動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)，各主要部件模態(tài)的提取是整機(jī)動(dòng)力學(xué)分析必不可少的數(shù)據(jù)。 PROE 與 的接口問題， 和如何將整機(jī)模型導(dǎo)入 ANSYS 軟件 [4]。 課題研究?jī)?nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)了研究數(shù)控插齒機(jī)的原理、構(gòu)造、加工方法、實(shí)現(xiàn)高速精確加工的措施、如何減少震動(dòng)帶來的加工誤差。模態(tài)分析主要用于確定結(jié)構(gòu)或機(jī)器部件的振動(dòng)特性。 主要設(shè)計(jì)思想及研究?jī)?nèi)容 設(shè)計(jì)思想 在機(jī)床設(shè)計(jì)計(jì)算中，圍繞機(jī)床整機(jī)有限元計(jì)算存在著機(jī)床整機(jī)精確建模困難和工作量巨大兩個(gè)關(guān)鍵問題，大多把機(jī)床簡(jiǎn)化為集中質(zhì)量模型和分布質(zhì)量模型。 通過式 ( 15) 可求得固有頻率ω 0, 代入式 ( 14) 可求得 A。 求解 F≠ 0 時(shí)的非齊次方程 , 得到方程的特解將反映輸入載荷的特點(diǎn)。一個(gè) N 自由度線形系統(tǒng) , 其運(yùn)動(dòng)微分方程為 : FKxxCx M ... ??? （ 11） XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 4 頁(yè) 其中 , 式中 M、 C、 K 分別為系統(tǒng)的質(zhì)量、阻尼、剛度矩陣 , ..x , .x , x 分別為系統(tǒng)的加速度矩陣、系統(tǒng)的速度矩陣、系統(tǒng)的振動(dòng)位移矩陣 , F 為激勵(lì)力向量矩陣 。模型建立的準(zhǔn)確與否 , 將直接影響分析的結(jié)果。以 ANSYS 為代表 的有限元分析軟件具有以下優(yōu)點(diǎn) :減少設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)和分析的循環(huán)周期、增加產(chǎn)品和工程的可靠性、采用優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低材料的消耗和成本、在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題、可以進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)分析、進(jìn)行機(jī)械事故分析 ,查找事故原因。 200mm，不喪失精度。 （選用）。 ，回油及時(shí)，不產(chǎn)生混油現(xiàn)象。 ，滿足機(jī)床各部件的潤(rùn)滑要求。 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁(yè) ，可防止切齒干涉現(xiàn)象。 ，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、低噪聲的讓刀運(yùn)動(dòng)。 機(jī)床 主要規(guī)格參數(shù) [1] 最大加工直徑 (毫米 )：外齒 250，內(nèi)齒 120+刀具直徑 (米 ) 最大加工模數(shù) (毫米 )： 6 最大加工齒寬 (毫米 )： 60 插齒刀刀軸軸線至工作臺(tái)軸線距離： 60220 刀具安裝面至工作臺(tái)面距離 (毫米 )： 160230 插齒刀最大沖程長(zhǎng)度 (毫米 )： 70 工作臺(tái)臺(tái)面直徑 (毫米 )： 340 插齒刀每分鐘沖程數(shù)： 250900 插曲刀每往復(fù)沖程圓周進(jìn)給量 (毫米 )：刀具直徑 (φ100 毫米 ) 插齒刀每往復(fù)沖程徑向進(jìn)給量 (毫米 )： 主軸電機(jī)功率 (千瓦 )： 3/4 機(jī)床外形尺寸 (長(zhǎng) *寬 *高 )(毫米 )： 2510*2230*2210 機(jī)床重量 (千克 )： 6500 機(jī)床特點(diǎn)： ；采用特殊刀具可加工多種齒輪結(jié)合子和漸開線 花鍵；選用螺旋導(dǎo)軌刀架可加工斜齒圓柱齒輪；選用附加頂尖座可加工軸齒輪；當(dāng)選用可傾斜角度的工作臺(tái)可加工倒錐齒輪及帶錐度的離合器；選用鼓形齒讓刀機(jī)構(gòu)，可加工鼓形齒；機(jī)床變型后可加工齒寬大于 60毫米的工件。通過模態(tài)分析就可以判斷振型是否影響加工精度 , 根據(jù)此數(shù)據(jù)還可對(duì)機(jī)床床身相關(guān)的部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) , 使它 滿足機(jī)床對(duì)加工質(zhì)量和加工精度的要求。XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁(yè) 目 錄 前 言 ........................................................... 1 第一章 緒論 ...................................................... 2 數(shù)控插齒機(jī)簡(jiǎn)介 ............................................ 2 課題研究的技術(shù)背景 ....................................... 3 模態(tài)分析理論 ....................................... 3 主要設(shè)計(jì)思想及研究?jī)?nèi)容 ................................... 4 設(shè)計(jì)思想 ........................................... 4 課題研究?jī)?nèi)容 ....................................... 5 第二章 數(shù)控插齒機(jī)的設(shè)計(jì)原理及主要結(jié)構(gòu) .......................... 6 機(jī)床的用途和使用范圍 ..................................... 6 機(jī)床的工作原理 ........................................... 6 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng) ........................................... 7 齒輪加工誤差分析 ......................................... 7 機(jī)床的幾何精度 .......................................... 10 第三章 數(shù)控插齒機(jī)三維模型的建立 ................................ 11 PRO/E簡(jiǎn)介 ............................................... 11 立柱建模 ................................................. 11 機(jī)床床身建模 ............................................. 12 支架工作臺(tái)建模 .......................................... 12 整機(jī)裝配 ................................................. 13 第四章 數(shù)控插齒機(jī)的有限元分析 .................................. 14 有限元法概述 ............................................. 14 結(jié)構(gòu)離散化 ........................................ 14 單元特性分析 ...................................... 15 單元組集 .......................................... 15 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁(yè) 求解未知節(jié)點(diǎn)位移 ................................. 15 計(jì)算單元內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變 ............................. 15 ANSYS軟件簡(jiǎn)介 ........................................... 15 與 接口 ................................. 17 分析過程單位的研究 ............................. 19 立柱的有限元分析 ......................................... 20 插齒機(jī)機(jī)床結(jié)合部的有限元分析 ............................ 27 插齒機(jī)整機(jī)有限元分析 .................................... 29 第五章 機(jī)床優(yōu)化分析 ............................................. 37 整機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) ...................................... 37 第六章 結(jié)論 ..................................................... 38 分析結(jié)果誤差原因 ........................................ 38 機(jī)床振動(dòng)的控制 .......................................... 38 模態(tài)分析優(yōu)勢(shì) ............................................. 39 致 謝 ............................................................ 40 參考文獻(xiàn) ......................................................... 40 附 錄 ............................................................ 42 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁(yè) 前 言 機(jī)床床身是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)大件 , 它起著支撐工件和主軸箱、尾架等關(guān)鍵零部件的作用 , 它的動(dòng)態(tài)特性的好壞直接關(guān)系到機(jī)床的加工精度和表面粗糙度 , 關(guān)系到機(jī)床否能安全可靠的工作以及整機(jī)的使用壽命 , 了解床身結(jié)構(gòu)本身具有的剛度特性即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型 , 將避免在使用中因共振因素造成不必要的損失 , 因此有必要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的動(dòng)態(tài)分析。 目前 , 對(duì)機(jī)床床身動(dòng)態(tài)性能研究的方法主要是模態(tài)分析法 , 模態(tài)分析研究的主要內(nèi)容是確定機(jī)床床身的振動(dòng)特性即固有頻率和主振型 , 它們是承受動(dòng)載荷的重要參數(shù)。 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁(yè) 第一章 緒論 數(shù)控插齒機(jī)簡(jiǎn)介 數(shù)控插齒機(jī)（型號(hào) YK5120）主要加工內(nèi)外直齒圓柱齒輪及各種形狀的直齒非圓齒輪和凸輪，圓柱齒輪加工精度為 6級(jí)（ GB10095— 88），齒面粗糙度可達(dá)。 ，機(jī)床具有自動(dòng)上停功能。 ，變齒厚蝸桿。 ， 配有空氣濾清器，延長(zhǎng)了箱體內(nèi)各部件的使用壽命；主驅(qū)動(dòng)曲柄盤上還可根據(jù)不同工件安裝不同的平衡塊，以保證高速運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性。 ，整體床身為冷卻油池（ 240升）及時(shí)帶走切屑熱量，精度穩(wěn)定。 床可以配置日本三菱 (MITSUBISH)公司；德國(guó)西門子 (SIEMENS)公司；日本發(fā)那科（ FANUC）公司數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)。 ，使空刀槽縮小到 2mm，用于空刀槽較小特殊另件加工。 課題研究的技術(shù)背景 有限元法 [2