滚齿振动动力学仿真分析及颤振抑制方法研究

摘要

滚齿作为展成法加工的一种，以其显著的效能与成本优势成为了汽车、摩托车、工程机器、船舶等行业的基础设备加工方式，而在高速滚齿加工过程中，振动误差严重影响了加工齿轮的齿面精度。为了顺应当前滚齿加工的效能、质量及加工成本的高要求，本文基于Abaqus的动力学仿真功能对滚齿振动问题进行了研究，具有较为重要的理论意义和实际应用价值。主要研究内容如下：
　　首先，综述了滚齿机的发展趋势以及滚齿工艺中滚削力、滚齿动力学以及颤振抑制方面的研究现状，比较分析了滚齿加工的动力学仿真技术，并针对目前所存在的问题，提出了本文的主要研究思路。
　　然后，利用Abaqus动力学模块，在给定相关材料参数、加工参数以及确定材料失效准则的基础上，对滚齿系统进行建模，并进行滚齿加工的三维动力学仿真。通过仿真结果的后处理，提取相关动力学参数，构建了反映滚齿振动情况的 SLD图（稳定性叶瓣图），进而验证该仿真方法能够反映振动特征。
　　接着，基于滚齿动力仿真，确定了滚刀主轴结构参数与动态切削力系数的相关性，采用滚刀轴结构参数优化进行颤振抑制。
　　最后，进行了滚削颤振实验方案设计，通过对现场实验数据的调理，验证三维动力学仿真以及SLD的图正确性，可用于实际生产中合理的选择加工参数，避免颤振的发生。

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1 绪 论

1.1 论文研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 目前存在的问题

1.4 论文主要研究内容

2 滚齿动力学的仿真建模与分析

2.1滚削力的计算

2.2 滚齿工艺参数的确定

2.3 滚齿动力学模型的建立

2.4 滚齿振动动力学仿真结果分析

2.5 本章总结

3 基于滚齿振动动力学仿真分析的滚刀主轴颤振抑制方法

3.1颤振的成因分析

3.2 针对滚齿机床抗颤振性能薄弱部件分析

3.3滚刀主轴颤振抑制的结构优化方法

3.4本章总结

4 滚齿振动实验及结果分析

4.1 实验方案

4.2 实验数据

4.3 数据分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录

A. 攻读硕士学位期间获得的科研成果

B. 攻读硕士学位期间参加的科研项目