面向数控弧齿铣齿机产品族的可适应动态设计方法

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弧齿锥齿轮数控铣齿机刀轴箱的设计大学本科毕业论文

弧齿锥齿轮数控铣齿机刀轴箱的设计摘要弧齿锥齿轮以其良好的动态性能，在机械行业中占有相当重要的地位，在航空、航海、汽车和各种精密机床等行业应用广泛。

弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮具有重迭系数大，承载能力高，传动平稳，噪音低，对安装误差敏感性低等优点，被广泛应用于飞机、车辆、机床和各种机械产品中。

而准双曲面齿轮普遍应用于汽车的驱动桥主减速传动。

因而弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的设计与制造在机械行业中占有相当重要的地位。

但是弧齿锥齿轮的设计加工相当复杂，而且当前拥有该技术的Gleason 公司等搞技术垄断，促使许多国家对该项技术进行研究和探讨，因而对弧齿锥齿轮传动的设计、制造和检测技术的研究一直是齿轮制造中非常活跃的领域。

尽管国内有多家企业研制开发了不同系列的弧齿锥齿轮数控加工机床，但是其控制系统都是采用SIEMENS、FANUC 等国外高档数控系统，使得国内在弧齿锥齿轮设计、加工等方面仍然受制于国外少数垄断企业，严重制约着我国制造业水平的提高。

本文通过对弧齿锥齿轮的齿面特征的研究，结合国内外可以了解的铣齿机的机构特征，通过对现有机床的钻研和齿面加工方法的探究，按照齿轮啮合的原理，完成了弧齿锥齿轮铣齿机刀轴箱部分的运动简化设计，以及对传统的数控弧齿锥齿轮铣齿机机构作出了一些改进。

关键词：弧齿锥齿轮,铣齿机,滚珠丝杠,刀轴箱THE DESIGN OF CUTTER SPINDLE CASE OF SPIRAL BEVEL GEARCNC MILLING MACHINE-TOOLABSTRACTBecause of the excellent dynamic performances, spiral bevel gears play a very important role in machinery industry, and are primarily applied to aviation, marine,automobile, precision machine tools and other projects. Spiral bevel and hypoid gears have many advantages in transmission as high contact ration and load capacity, smooth transmitting, lower sensitivity to errors of installation, low-noisy and so on; they are widely used in airplanes, automotivevehicles,machine tools and a lot of kinds of machines. Also hypoid gears are used in the trunk transmission of automobiles. As a result, the design and manufacturing of spiral bevel and hypoid gears occupy an important position in the machinery manufacturing area.The processing design of spiral bevel gears is comparatively complicated, and meanwhile, the owners of the technology, such as Gleason corporation, are engaged in a technological monopolization Therefore, many countries are prompted to the technology research and exploration, and the spiral bevel gear drive in the design, manufacture and testing technology has been very active inthe field of gear manufacturing. While domestic enterprises have developed several different series of spiral bevel gear NC Machines, the control kernel is the foreign NC systems, such as SIEMENS, FANUC and so on. It makes that the domestic spiral bevel gear design, manufacturing and other areas is still subject to few number of foreign monopolies, seriously hindering our manufacturing development.Combined with the home and abroad study of the spiral bevel gear tooth surface characteristics to milling machine can understand the mechanism characteristics. through the study of existing machine tools and the tooth surface processing methods to explore, in accordance with the principle of meshing gears, I completed to simplify the design part of the movemen of spiral bevel gear milling machine cutter axlet, as well as make some improvements of the traditional CNC spiral bevel gear milling machine body.KEY WORDS:spiral bevel gear，milling machine，ballscrew，cutter spindle case目录前言 (1)第1章绪论 (2)§1.1国内外的发展状况 (2)§1.1.1国内数控弧齿锥齿轮铣齿机发展现状 (2)§1.1.2国外数控弧齿锥齿轮铣齿机发展现状 (2)§1.2 研究的目的与意义 (3)§1.3 机械式与数控弧齿锥齿轮铣齿机加工原理 (4)§1.4弧齿锥齿轮的切齿方法 (5)§1.4.1成形法 (5)§1.4.2 展成法(滚切法) (7)第2章数控机床的总体结构 (8)§2.1各种铣齿机总体布局 (8)§2.1.1数控机床机械结构的组成 (9)§ 2.2机械结构要求 (10)第3章设计校核 (11)§3.1刀盘轴系的设计校核 (11)§3.2轴承的选择与校核： (14)§3.3 伺服电机选择 (17)§3.3.1 伺服电机选型依据 (17)§3.3.2 摇台伺服电机选择 (17)§3.3.3 刀盘轴伺服电机选择 (17)§3.4 丝杠 (18)§3.4.1 滑台丝杠的选择及校核 (18)§3.4.2 丝杠安装注意事项 (23)§3.4.3 滚珠丝杠使用的注意事项 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)前言弧齿锥齿轮因其良好的动态性能，在机械行业中占有相当重要的地位，但其设计制造技术从问世以来一直是制造业的难点和热点。

弧齿锥齿铣齿机的数控化改造

化改造。
（）可采用最新的控制技术。可根据技术革４新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将普通机床改成当今水平的数控机床［。２１
＋金项目：台州市科技计划项目：“ 基数控弧齿锥齿铣磨齿机床的研制’项目编号：０３４Ｙ７２）
了交货期。
（）技术性能。机床基础零部件必须具有足１
够的刚度。基础件稳定性不好，受力后易变形的机床不适合数控化改造；
（）机械性能稳定可靠。机床的役龄长，相应３的基础零部件的自然时效也长，内应力的消除使得基础零部件的稳定性好。再者，在进行机床数控化
第１期
孙连栋：弧齿锥齿铣齿机的数控齿铣齿机的数控化改造
孙连栋
（台州职业技术学院，浙江台州３８０）ｌ００
摘
要：分析了普通机床数控化改造的优点和适用范围，以弧齿锥齿轮加工机床的数控化改造为例阐述了数控化改
统代替原有的手动控制系统，其数控系统可以自
高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。
造的费用仅为同类规格设备价格的２％～５，００则该机床的数控化改造在经济上才算合理。由于数控系统价格较高，经济性考虑，一般来说大、从中型机床尤其是重型机床、专用机床最适合数控
（）提高产品质量和工效。机床数控化改造５

2024年数控弧齿锥齿轮铣齿机项目可行性研究报告及运营方案

数控弧齿锥齿轮铣齿机项目可行性研究报告及运营方案目录前言 (4)一、建设单位基本情况 (4)(一)、公司基本信息 (4)(二)、公司简介 (5)(三)、公司竞争优势 (5)(四)、公司主要财务数据 (6)(五)、核心人员介绍 (7)(六)、经营宗旨 (8)(七)、公司发展规划 (9)二、发展规划分析 (11)(一)、公司发展规划 (11)(二)、保障措施 (12)三、行业、市场分析 (13)(一)、完善体制机制，加快XXX市场化步伐 (13)(二)、推动规模化发展，支撑构建新型系统 (15)(三)、强化技术攻关，构建XXX创新体系 (16)四、法人治理 (17)(一)、股东权利及义务 (17)(二)、董事 (18)(三)、高级管理人员 (19)(四)、监事 (23)五、产品规划方案 (24)(一)、建设规模及主要建设内容 (24)(二)、产品规划方案及生产纲领 (25)六、建筑工程可行性分析 (26)(一)、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目工程设计总体要求 (26)(二)、建设方案 (28)(三)、建筑工程建设指标 (29)(四)、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目选址原则 (30)(五)、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目选址综合评价 (31)七、风险评估分析 (32)(一)、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目风险分析 (32)(二)、公司竞争劣势 (34)八、企业合规与伦理 (35)(一)、合规政策与程序 (35)(二)、伦理规范与培训 (36)(三)、合规风险评估 (37)(四)、合规监督与执行 (39)九、知识产权管理与保护 (41)(一)、知识产权管理体系建设 (41)(二)、知识产权保护措施 (42)十、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目安全与环保管理 (43)(一)、安全管理体系建设 (43)(二)、安全风险评估与防范 (46)(三)、环境保护与可持续发展 (47)(四)、安全文化建设与培训 (48)(五)、监督与检查机制 (50)(六)、事故应对与处置 (51)(七)、社会责任与公众参与 (53)(八)、安全与环保绩效评估 (55)十一、创新驱动 (57)(一)、企业技术研发分析 (57)(二)、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目技术工艺分析 (58)(三)、质量管理 (59)(四)、创新发展总结 (60)十二、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目质量与标准 (61)(一)、质量保障体系 (61)(二)、标准化作业流程 (62)(三)、质量监控与评估 (63)(四)、质量改进计划 (64)前言有效的项目运营是实现项目目标与提升组织价值的基石。

CNC机床结构动态设计方法研究_郭志全

$］轮廓加工精度、提高加工面质量的技术［。
环节较多。根据 $% $ 原则，在设计时应使各部件尽可能最小（短），以使其力环长度最小。
!% $
主切削力方向与机床结构主刚度最大方向重合原则切削力的方向对机床振动有很大影响。一般来
说，结构在其支撑方向刚度较大，一般为机床结构的主刚度方向。因此在机床设计时使切削力的方向与结构支撑方向相反，将有效克服由于切削力而产生的切削颤振。 ! % !% 修改结构薄弱模态原则结构薄弱模态是指结构的低阶模态中存在明显影响加工性能的振型。修改结构使该振型的模态频率尽量提高，或使其模态振型改变，从而提高结构的动刚度，避免切削颤振的产生。对于具体机床结构受加工原理、生产条件等因素影响，很难做到全部满足上述原则。但应在条件允许的范围内，尽可能遵循以上原则，以使机床具有良好的动、静态特性。 &% ’ 7% "% $ 主要部件的结构动态设计立柱结构动态设计立柱外形如图 &. 所示，为“ 门” 状、立板双层结构，内部有横竖交错的筋板相连。
!"! 机床结构动态设计方法研究
郭志全 !" 霍津海 # 徐燕申 "
!
（天津 $%%&&& ；天津 $%%$%% ； !天津科技大学机械工程学院， #天津精诚机床制造有限公司，天津 $%%%!& ；） "天津大学机械学院，摘要：提出机床结构动态设计基本原则。以某数控弧齿铣齿机为研究对象，应用相关的动态设计原则，通过变量化设计与有限元分析，对该机床进行结构动态设计。结果表明，应用该方法设计的机床结构具有良好的动静态特性。关键词：机床结构动态设计变量化设计有限元分析

基于FEM的数控弧齿铣齿机立柱结构静、动态设计

第２卷７
第１期
天津科技大学学报
Ｊｕｎｌｆａｊｉｅｓｔｆｃｅｃ＆ＴｃｎｌｇｏｒａｎｉＵｎｖｒｉｏｉｎｅｏＴｉｎｙＳｅｈｏｏｙ
Ｖｌ１Ｎ０．１ｏ．２７
２１０２年２月
Ｆｂ２１ｅ．０２
基于ＦＭ的数控弧齿铣齿机立柱结构静、动态设计Ｅ
李翼龙，郭志全，刘明涛，李彦启
（津科技大学机械工程学院，天津３０２）天０２２
摘要：借助有限元分析软件，运用结构动态设计原理和基于有限元法的变量化分析技术对数控弧齿铣齿机立柱部件进行动、态特性分析，以立柱结构的侧板宽度为几何参数进行灵敏度分析，出原设计中的不足，静并找并在结构及尺寸上加以改进．结果表明，改进后立柱的动、态性能得到显著的提高，静为机床设计和改造提供了依据．关键词：有限元法；立柱；静态分析；灵敏度分析中图分类号：Ｔ０；Ｈ１２Ｇ５２Ｔ２文献标志码：Ａ文章编号：１７ —５０２１）１０５．５６２６１（０２０ —０２０
ｏｆｎｕｅｉａｏｎｒｖｅｅｒｍａｈｉｏ．ｎｓｔｔａｌｉａｌｏｃｎｄｕｔｄａｃｒｉｏｔｅｍｅｒｃｐａａｅｅｓｍｒｃｌｃｔｏｌｂｅｌｇａｃｎｅｔｏ１Ｓｅｉｉｙｎａｙｓｓｗｓａｓｏｖｉｃｅｃｏｄｎｇｔｈｅｇｏｔｉｒｍｔｒ
ＦＥＭ — ｓｄＳａｉＢａｅｔｔｃ＆ＤｙａｃＤｅｉｎｏｍｐｔｒＮｕｅｉａｎｒｌｎｍｉｓｇｆＣｏｕｅｍｒｃｌＣｏｔｏ

2024年数控弧齿锥齿轮铣齿机项目建议书

数控弧齿锥齿轮铣齿机项目建议书目录序言 (4)一、组织架构与人力资源配置 (4)(一)、人员资源需求 (4)(二)、员工培训与发展 (6)二、背景及必要性 (8)(一)、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目背景分析 (8)(二)、实施数控弧齿锥齿轮铣齿机项目的必要性 (9)三、技术方案与建筑物规划 (10)(一)、设计原则与数控弧齿锥齿轮铣齿机项目工程概述 (10)(二)、建设选项 (12)(三)、建筑物规划与设备标准 (13)四、发展策略 (15)(一)、公司发展计划 (15)(二)、执行保障措施 (16)五、劳动安全生产分析 (17)(一)、安全法规与依据 (17)(二)、安全措施与效果预估 (18)六、原辅材料供应 (21)(一)、建设期原材料供应情况 (21)(二)、运营期原材料供应与质量控制 (22)七、技术与研发计划 (23)(一)、技术开发策略 (23)(二)、研发团队与资源配置 (23)(三)、新产品开发计划 (24)(四)、技术创新与竞争优势 (25)八、营销策略与品牌推广 (26)(一)、营销策略制定 (26)(二)、产品定位与定价策略 (28)(三)、促销与广告战略 (30)(四)、品牌推广计划 (31)九、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目进展与里程碑 (32)(一)、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目进展 (32)(二)、重要里程碑与进度控制 (33)(三)、问题识别与解决方案 (35)十、风险评估与应对策略 (36)(一)、数控弧齿锥齿轮铣齿机项目风险分析 (36)(二)、风险管理与应对方法 (38)十一、可持续发展战略 (39)(一)、可持续发展目标 (39)(二)、环境友好措施 (40)(三)、社会影响与贡献 (41)(四)、环境保护和社会责任 (41)十二、社会责任与可持续发展 (42)(一)、社会责任策略 (42)(二)、可持续发展计划 (43)(三)、社会参与与贡献 (43)序言本报告旨在对公司数控弧齿锥齿轮铣齿机项目进行评价分析，旨在提供参考意见和改进建议，帮助企业优化项目管理和提升产品竞争力。

弧线齿轮的设计理论与数控加工方法

弧线齿轮的设计理论与数控加工方法摘要：齿轮产业是一种技术密集型的产业，它在我们国家已经是机械基础件之中规模最大的一个行业，即便如此但有些齿轮还是需要进口，对此这就需要对其齿轮设计理论和制造技术进行研究。

基于此本文就将重点对其进行分析，以供参考。

关键词：弧线齿轮；设计理论；数控加工方式引言：在机械产品之中齿轮是非常重要且基础的一个零部件，它的发展历史非常漫长。

事实上它的普及是从其加工技术的发展开始的。

一般齿轮加工的方式主要有仿形和展成两种，由于其加工方式的发展也使得其设计理论得到了有效发展。

线齿轮是一种新型的齿轮，当下基本被运用在微小传动领域之中。

所以本人试着将其拓展到一些常规传动之中，对其具体的设计理论和加工方法进行简要分析。

一、设计理论弧线齿轮主要包含有主动线和从动线两种，他们的轴线在同一个平面之中呈现出来的一定角度组成一对传动副；主动接触线和从动接触线会所形成的一空间共轭曲线[1]。

主动接触线是一条空间圆柱螺旋曲线，其方程为：在这之中m是螺旋半径，n是螺旋参数，t是变量。

从动接触线是一条空间曲线，和主动轮接触线共轭，其方程为：在这之中i12是主动轮与从动轮之间的传动比。

在该齿轮之下，主动线和从动线齿轮的轮齿都依附在轮体上面，极易通过数控机床去加工，也能够实现批量化的生产。

它与传统齿轮相比较具有良好的互换性，能够在批量生产的过程中降低成本。

另外主动线和从动线齿轮构成个一对传动副，因此整体结构非常简单，同时还能够确保在同一个平面之中进行不同角度的交叉轴传动，由于主动线齿轮数量最少可以达到1，所以结构整体非常紧凑，能够有效节省空间。

二、加工方法（一）工艺规划零件加工工艺流程通常就是对零件毛坯的尺寸、形状以及表面的质量进行改变，使其可以得到一个完整的零件的工艺过程。

一般情况下普通零件其加工工艺流程就是先进行粗加工，然后在这样的基础上再去进行精加工，接下来进行装配，再去检验和包装等等。

在机械加工工艺之中将这几种方式的详细信息进行了说明，包含改变其尺寸、形状、位置与性质等方面的改变，使其最终变成一个半成品或者是成品。

数控弧齿铣齿机产品族设计建模方法与技术

本文以数控弧齿铣齿机产品族设计为例, 围绕产品族设计的基本思想, 对产品族设计过程中需求建模、功能原理建模和结构建模的方法和技术进行研究。
收稿日期: 2007 ) 07 ) 06 基金项目: 国家 863 高技术研究发展计划资助项目 ( 2006A A04Z107)
# 1642 #
( 功能原理模型的具体表达)
序
分功能与
功能实现策略
号
系统结构
A
B
C
刀具与工件 X 方 1 向的相对移动
立柱移动
2 刀具与工件 Y 方向的相对移动
立柱移动
3
刀具与工件 Z 方向的相对移动
刀具主轴箱移动
4 刀具的旋转
主电机+ 传动系统 A
工件箱移动
工件箱移动
工件箱移动主电机+ 传动系统 B
5 工件的旋转分度
m
m
E E d( ci , cj ) =
D( k) ij
d
( k) ij
/
D( k) ij
( 2)
k= 1
k= 1
式中
,
D(k) ij
为需求属性 k 对顾客 ci
和顾客 cj
之间差异程度的
贡献;
d( k) ij
为根据属性 k 的具体数据类型所计算的距离。
经过聚类分析[ 5] , 并选取适当的域值 K, 可以
18 床鞍
床鞍结构型式 A 床鞍结构型式 B
床鞍结构型式 C
19 工件箱
工件箱结构型式 A 工件箱结构型式 B 工件箱结构型式 C
20 主轴箱
主轴箱结构型式 A 主轴箱结构型式 B 主轴箱结构型式 C

数控弧齿锥齿轮铣齿磨齿机床的研制

第33卷第12期 2011-12(下)【105】0 引言弧齿锥齿轮是螺旋锥齿轮的一种，其轮齿节线是圆弧的一部分。

在齿轮副的啮合过程中，轮齿由一端至另一端逐渐而平稳地进入啮合，同时啮合的齿数多，与直齿锥齿轮相比，弧齿锥齿轮具有重迭系数较大、齿面比压较低、传动平稳、冲击和噪音比较小、承载能力高和寿命长等优点。

因此弧齿锥齿轮在传递相交轴间的运动中得到相当广泛的应用，尤其是在汽车、飞机、机床、石油、化工、冶金、矿山机械等行业应用更为广泛。

由于齿形结构、加工方法和齿轮工作安装结构上的复杂性，对于传统的机械结构的机床，调整参数特别多，费时费力,且质量难以保证。

国内外现有的数控弧齿锥齿轮加工机床，大多采用五轴、六轴数控系统，成本高，编程、维护、维修复杂。

本文用三轴数控系统代替复杂的机械结构，而保留了简单的机械结构的调整，使机床结构简单、造价低廉、操作维护方便。

同时，又将铣齿与磨齿结合在一起，扩大了机床的功能，提高了工艺范围，降低了企业的购置成本。

1 弧齿锥齿轮加工原理展成法加工弧齿锥齿轮是基于一假想的齿轮与工件齿轮切齿啮合。

加工机床上的摇台机构模拟一个假想的齿轮，安装在摇台上的刀盘的切削面是假想齿轮的一个轮齿。

当被加工齿轮与假想齿轮以一定的传动比切齿啮合时，刀盘就会在工件毛坯上切出一个齿槽。

刀盘的切削面与被加工出的轮齿曲面是一对完全共轭的齿面。

这个假想的齿轮称为铲形轮，其齿面由机床摇台上的刀盘刀刃相对于机床摇台运动的轨迹表面所代替。

铲形轮可以是平面齿轮或者平顶齿轮[1]，其加工过程对应了两种不同的加工方法。

1.1 平面齿轮图1所示为一对啮合的直齿锥齿轮，其中一个锥齿轮的半锥角δ2 /2＝90°，节锥面为中心与锥顶重合的圆形平面，这种锥齿轮称为平面齿轮。

平面齿轮的背锥面为一圆柱面，其当量圆柱齿轮为一齿条，节圆半径r ′＝∞，因而齿形为直线齿形。

由于平面齿轮的齿形是直线齿形，如果用它作为铲形齿轮，则所用刀具的刀刃也是直线形的，因而刀具制造容易，精度较高。