高精密蝸輪蝸桿驅動數(shù)控回轉工作臺的動態(tài)性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著我國船舶、機車、風電核電、石油化工、冶金礦山、軍工等行業(yè)的快速發(fā)展,對高速、精密及低能耗數(shù)控機床的需求進一步加大。數(shù)控回轉工作臺作為高精密數(shù)控機床的重要組成部分,其傳動系統(tǒng)的準確性、快速性與穩(wěn)定性,對保證精密數(shù)控機床的加工能力有著極為重要的作用。然而,由于蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)中嚙合齒剛度、接觸摩擦等非線性激勵源的存在,如何構建更加貼近于實際工況的回轉工作臺動力學模型,探明不同設計參數(shù)條件下回轉工作臺系統(tǒng)的非線性動力學特征,就成為精密數(shù)控

2、機床設計中的熱點和關鍵問題。故此,本文在前人工作的基礎上,研究精密數(shù)控回轉工作臺的非線性振動行為及其關鍵技術,為分析解決實際蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)中出現(xiàn)的眾多動力學行為提供參考,具有重要的理論意義及工程應用價值。
  根據(jù)精密數(shù)控回轉工作臺的實際工作原理,構建了工作臺回轉過程的非線性動力學模型,模型中考慮了蝸輪蝸桿驅動過程中嚙合剛度及阻尼的影響。通過對回轉工作臺各部件進行受力分析,并結合傳動過程中嚙合齒接觸方式及接觸位置的變化特征,給出

3、了蝸輪蝸桿嚙合處時變嚙合剛度的數(shù)學描述。
  確定了關鍵傳動零部件的材料選型、特征尺寸及機械性能參數(shù),并通過計算蝸輪齒與蝸桿齒嚙合過程中應力、應變特征的變化規(guī)律,獲得了不同嚙合位置的嚙合剛度。以此為基礎,利用第二類指數(shù)逼近方法,分別建立了蝸輪蝸桿傳動過程中時變嚙合剛度及兩嚙合齒間不同滑動速度時摩擦系數(shù)的解析表達式。
  采用Newmark-β法給出了回轉工作臺系統(tǒng)非線性動力學求解的迭代形式,并結合Newton-Raphson

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