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铣齿主轴箱是铣齿机传递运动和动力的重要部件,齿轮的制造误差、装配误差、磨损等会引起传动系统的振动和噪声,降低数控机床的制造精度。 高速空载或轻载时,受齿侧间隙影响,易出现拍击现象,产生强烈的振动噪声。铣齿属于断续切削,主轴箱在空载和恒定负载下,振动噪声都不是很强烈,而交变载荷引起的振动噪声非常剧烈,尤其在盘铣刀切入切出时极为明显。采用双斜齿轮消隙的方式,主轴箱铣削时的振动噪声及精度均有所改善。 本文以数控高速铣齿机主轴箱为研究对象,针对消隙与非消隙主轴箱振动噪声的不同,探究交变载荷下,消隙与非消隙主轴箱动态性能的对比,完成理论建模及仿真分析,并进行实验验证。主要研究工作如下: 1.研究了势能法在求取时变啮合刚度下的应用,针对轮齿表面剥落和齿轮断齿故障,分析了故障参数对时变啮合刚度的影响规律,为探究时变啮合刚度变化对动力学模型振动特征影响提供了依据。 2.建立了整体铣齿主轴箱齿轮传动系统的均载和消隙动力学模型,在分析齿侧间隙引起的齿轮径向振动变化特征时,将主轴箱整体消隙模型简化为六自由度齿轮传动动力学模型。在交变载荷下,比较并分析了消隙与非消隙主轴箱动态特征的变化。 3.完成对比消隙与非消隙的主轴箱铣削实验,测量和比较了主轴箱和工件振动与噪声的特征,并与理论模型仿真结果对比来验证理论模型的准确性。 4.完成了铣齿工艺参数的正交实验,获取铣齿参数与主轴箱振动幅值和齿面粗糙度间的变化规律,找出之间的相关性。