滚齿振动动力学仿真分析及颤振抑制方法研究

发布时间：2017-08-19 06:39

  本文关键词：滚齿振动动力学仿真分析及颤振抑制方法研究

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【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。
【关键词】：滚齿 动力学仿真 振动 SLD 颤振抑制
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG612
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 论文研究的背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 滚削力的研究现状8-9
• 1.2.2 滚齿动力学的研究现状9-11
• 1.2.3 颤振抑制的研究现状11-12
• 1.3 目前存在的问题12-13
• 1.4 论文主要研究内容13-15
• 2 滚齿动力学的仿真建模与分析15-34
• 2.1 滚削力的计算15-17
• 2.1.1 滚削力的变化特点15-16
• 2.1.2 滚削力的相关经验公式16-17
• 2.2 滚齿工艺参数的确定17-20
• 2.3 滚齿动力学模型的建立20-24
• 2.3.1 滚刀模型的建立20-21
• 2.3.2 材料参数的确定与强度准则的选取21-23
• 2.3.3 有限元模型的实现23-24
• 2.4 滚齿振动动力学仿真结果分析24-33
• 2.4.1 仿真结果24-25
• 2.4.2 滚削系统的振动特征25-26
• 2.4.3 SLD图建模26-28
• 2.4.4 SLD图参数的确定28-31
• 2.4.5 颤振在仿真过程中的体现31-32
• 2.4.6 强迫再生振动分析32-33
• 2.5 本章总结33-34
• 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34-41
• 3.1 颤振的成因分析34-36
• 3.2 针对滚齿机床抗颤振性能薄弱部件分析36-37
• 3.3 滚刀主轴颤振抑制的结构优化方法37-40
• 3.3.1 滚刀主轴结构参数与动态切削系数的相关性37-39
• 3.3.2 滚刀主轴颤振抑制优化效果39-40
• 3.4 本章总结40-41
• 4 滚齿振动实验及结果分析41-50
• 4.1 实验方案41-44
• 4.1.1 实验设备的选取及安装42-44
• 4.2 实验数据44-48
• 4.2.1 滚刀转速为 200r/min44-47
• 4.2.2 滚刀转速为 217r/min47-48
• 4.3 数据分析48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 5 总结与展望50-52
• 5.1 结论50
• 5.2 展望50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-58
• 附录58
• A. 攻读硕士学位期间获得的科研成果58
• B. 攻读硕士学位期间参加的科研项目58

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本文编号：699274