铣齿机有限元建模及优化设计.pdf

第 卷 第 期 机 械 设 计 ．．
年 月 ．
铣齿机有限元建模及优化设计 水
葛 银 明，李 清，霍 津 海
．天 津 大 学 装 备 设 计 与 制 造技 术 天 津 市 重 点 实 验 室 ，天 津 ；．精 诚 机 床 有 限公 司 ，天 津
摘 要 ：针 对 螺 旋 锥 齿轮 铣 齿 机 结 构进 行 了 】，向静 刚 度 实验 和模 态 实验 ，且 由切 削 实验 验 证 了实验 阶 模 态频 率 。基 于
结 合 面 法 向解 析 刚度 及 模 态 实验 结 果 建 立 了床 身立 柱 结 合 面 有 限 元仿 真 动 力 学模 型 ，而 且 由 实验 静 刚 度 建 立 了整 机 向
静 刚度 有 限元 模 型 。鉴 于铣 齿机 笨 重 ，分 别 对 床 身 和 立 柱 单件 进 行 了轻 量 化 设 计 ，发 现 在 前 阶 固 有频 率 削 弱 小 于 ％的
情 况下 。质量分 别减 轻 了 ．％和 ．％，且对应整机模 型固有 频率和刚度均提高。进一 步分析 了结合面参数动 态灵敏
度 ．并 用 坐 标 轮 换 法 确 定 了最 优 的 结 合 面 刚 度 参 数 ，为 导轨 选 型提 供 了一 种 实用 方 法 。为 设 计 类 似 机 床 提 供 了依 据 ，也 为
更加 实 用 的动 力 学 建模 、更 加 有 效 的 筋 板 参数 优 化 及 结 合 面 动 态性 能优 化 提 供 了依 据 。
关 键 词 ：混 合 建 模 ；参 数 优 化 ：动 态 灵敏 度
中图 分 类 号 ： 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：— ——
螺 旋 锥齿 轮重 合 度 高 、承载 能 力 大 、传 动 平 稳 ，工 度为 ：
业 中广 泛应 用 ，使 得相 应 高速 干切 削铣 齿 机 的研发 成

了一种 必 然趋 势 。而作 为 一种 高速 、精 密机 床 ，高 速干
切 削铣 齿机 的动力 学特