动力伺服刀架转位系统的可靠性研究

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1、万方数据AThesisinMechanicalDesignandReliability舢删删咖舢咖删咖删删J0124601StudyonReliabilityoftheTranspositionSystemforaPowerServoTurretByYangBoSupervisor-ProfessorZhaoChunyuNortheasternUniversityJune2012万方数据感谢：国家重大专项课题：动力伺服．刀架的动态可靠性与可靠性灵敏度设计及试验技术(2010ZX04140．014

2、)对本课题的大力资助!万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其它人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：霹蜀．寝日期：如12，反10学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论

3、文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年i学位论文作者签名：柏攻签字日期：少l2．6．10新虢鱼舾签字日期：o也1z．c)、潞{，一I一’V’oI-万方数据东北大学硕士学位论文摘要动力伺服刀架转位系统的可靠性研究摘要动力刀架是数控加工机床的重要功能部件。它的性能直接影响数控机床的切削性能和切削效率，体现了数控机床设计和制造技术的核心水平。进行动力刀架的可靠性研究具有非常重要的

4、意义。本文以某型动力刀架为研究对象，将动力刀架的转位系统按照转位传动和锁定两个运行过程，分别予以考虑。在转位过程中，采集伺服电机的转速和扭矩数据，计算得到了转位传动系统三级变位齿轮的齿间啮合力。以实际啮合力为输入条件，结合机械可靠度计算的摄动方法，得到了各级齿轮的齿面接触疲劳强度可靠度和齿根弯曲疲劳强度可靠度。对齿轮轴的分析计算，得N-f齿轮轴的疲劳强度可靠度。在锁定过程中，对转位系统的油压进行采集和统计计算，计算得到了动齿盘的轮齿强度可靠度。转位系统是典型的串联系统，将计算得到的各部件可靠度按

5、照串联系统可靠度进行计算，得到了该型动力刀架转位系统的可靠度。本文的工作主要体现在以下几个方面：(1)通过大量的现场实验，统计了伺服电机输出转速和传动扭矩。结合啮合力公式，计算得到了各级齿轮传动的啮合力。采集了转位锁紧系统的油压变化数据。假设动齿盘和锁紧齿盘在锁紧初期是单齿啮合，从而得出动齿盘和锁紧齿盘在单齿啮合过程中的啮合力。(2)建立传动系统各级变位齿轮的三维模型。以实验数据做为输入条件，使用有限元软件，对齿轮的齿面接触应力和齿根弯曲应力进行了计算。使用ADAMS软件对三级齿轮传动系统进行了

6、运动学和动力学仿真。(3)分析了在锁紧过程中，动齿盘和锁紧齿盘的轮齿啮合过程，分析出转位锁紧过程中两个轮齿的单齿啮合区。对单齿拟合过程中轮齿受力进行了计算。(4)使用摄动法计算了各级齿轮的表面接触疲劳可靠度、齿根弯曲疲劳可靠度，齿轮轴疲劳强度可靠度，以及动齿盘的疲劳强度可靠度。使用串联系统可靠度计算方法，计算得到了该型动力刀架的转位系统可靠度。关睫虱齿轮石：献，齿轮简石黻，动龌萄习j琶庞齿轮郁西酚卜算，计算伊琅滇．。．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractStudyonReli

7、abilityoftheanSDOSltlon●J●SystemforaPowerServoTurretAbstractPowerservoturretsareoneofthekeyfunctionpartsforNCmachinetools．IthasastronginfluenceonthecuttingperformanceandefficiencyofNCmachinetools，whichrepresentsthelevelofmachinetooldesignandmanufactu

8、ringtechnology．Therefore，itisimportanttOinvestigatethereliabilityofpowerservoturrets．Thispapartakesapowerservoturretasanexampletoinvestigatetheproblemofreliabilitydesignforitstranspositionsystem．Accordingtothetwostagesoftranspositionandlockprocesses，