平面二次包络环面蜗杆数控磨床研发

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2、员东华大学机械工程学院闫如忠副教授委员东华大学机械工程学院邹鲲副研究员委员东华大学机械工程学院邓吉楠讲师秘书东华大学机械工程学院东华大学硕士学位论文东华大学硕士学位论文东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学

3、硕士学位论文东华大学硕士学位论文东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日东华大学硕士学位论文东华大学硕士学位论文摘要平面二次包络环面蜗杆数控磨床研发摘要平面二

4、次包络环面蜗杆是我国自主研发的新产品，具有较大的承载能力、较高的传动效率、较好的啮合特性等优点，被广泛的应用于高速、重载等场合。平面二次包络环面蜗杆的设计和制造十分复杂，生产过程中一些专用的机床设备也较为缺乏。因此导致了平面二次包络环面蜗杆较低的生产效率和较高的生产成本，这也进一步使得平面二次包络环面蜗杆副的推广和应用面临着诸多困难。目前，就平面二次包络环面蜗杆磨削加工设备的应用而言，还远没有达到较为普及的程度，国外虽然也有加工平面二次包络环面蜗杆的设备，但其结构复杂、价格昂贵，不利于平面二次包络环面蜗杆加工设备的推广

5、；国内的很多加工设备还依然停留在对车床和磨床的改造上，专用设备十分匮乏,这也造成了在加工平面二次包络环面蜗杆时，经常出现加工精度较低、加工效率较低、设备故障率较高的情况，根本不能满足市场的需求。因此，平面二次包络环面蜗杆数控磨床的研发,对于改善平面二次包络环面蜗杆的加工现状，以及平面二次包络环面蜗杆副的推广和应用,都有着十分重要的应用价值和现实意义。本文在对平面二次包络环面蜗杆传统加工方法以及虚拟中心距加工原理分析的基础上，结合齐次坐标变换矩阵,建立了虚拟中心距加工原理的数学模型，并在此模型的基础上对平面二次包络环面蜗

6、杆I东华大学硕士学位论文摘要的啮合原理进行了研究，论证了平面二次包络环面蜗杆数控磨床研发的可行性；在前期理论分析的基础上,运用机械设计的理论和方法提出了平面二次包络环面蜗杆数控磨床的结构配置和运动配置方案，并在此基础上进一步提出了机床的总体布局和机床的总体结构设计方案，完成了机床虚拟样机的详细设计。在对机床的关键零部件进行详细设计时，着重对影响机床性能的主要零部件运用了有限元分析的理论和方法进行了优化设计，进一步提高了机床研发的可靠性。在平面二次包络环面蜗杆数控磨床的研发过程中，针对产形面到摆头回转工作台中心轴线距离过

7、大，以及砂轮产形面上的磨削点到联动回转工作台中心轴线距离过大的两类难题，本文首次提出了砂轮倾角式磨头设计配合磨头内藏式的设计方案；对于砂轮修整及补偿方式提出了主轴平移修砂的设计方案。这些方案的提出，在理论上将产形面到摆头回转工作台中心轴线的最短距离降至为“零”，同时也使得砂轮产形面上的磨削点到联动回转工作台中心轴线的最短距离大大降低，解决了在磨削过程中,因联动回转工作台回转误差所造成的砂轮磨削区域形位超差的问题。本文研发的平面二次包络环面蜗杆数控磨床，在结构和功能上都实现了高精、高效的磨削要求，而且该磨床的结构紧凑、外

8、形美观、操作容易、生产制造成本较低，加工能力上也能够满足企业生产磨削的需求。相信这款平面二次包络环面蜗杆数控磨床的研发一定会对平面二次包络环面蜗杆副的推广、应用和普及起到重要的作用！关键词：平面二次包络环面蜗杆；数控磨床；结构设计；有限元分析II东华大学硕士学位论文ABSTRACTRESEARCHANDDEVELOPMENTOFP