對于行程超過6~10m的大、重型數(shù)控機床，伺服進給執(zhí)行部件常采用齒輪齒條傳動代替滾珠絲杠傳動，以便提高傳動及支承剛度、實現(xiàn)超大行程（齒條分段拼接），降低成本等。但對于精度要求較高的數(shù)控機床必須提高齒輪齒條的傳動精度，尤其要減小或消除進給傳動中的反向間隙，以提高機床的坐標定位精度和重復(fù)定位精度等。本文研究了消除齒輪齒條傳動反向間隙的方法，及雙齒輪消隙機構(gòu)的設(shè)計與仿真。 本文首先討論了齒輪副側(cè)隙對傳動精度的影響，分析了影響齒隙寬度的因素，提出了消除齒輪傳動反向間隙的方法。由于齒隙的存在造成傳動回差、引起傳動非線性和系統(tǒng)的自振蕩等，使傳動不精確、不平穩(wěn)，嚴重影響數(shù)控機床的精度。為此本文分析了消除各種齒輪傳動側(cè)隙的方法及其特點，提出了消除齒輪齒條傳動側(cè)隙的雙齒輪輸出傳動消隙法。 其次，提出了雙齒輪傳動消隙機構(gòu)的設(shè)計方案及各方案的工作原理和特點，通過比較選擇了結(jié)構(gòu)簡單緊湊、控制簡單方便、使用維護方便、成本較低的彈簧消隙機構(gòu)。研究了彈簧消隙機構(gòu)的一般設(shè)計方法和優(yōu)化設(shè)計方法，并以實例說明利用Matlab軟件對齒輪參數(shù)和傳動參數(shù)進行優(yōu)化，優(yōu)化后的參數(shù)可使箱體體積減小10%~20%。 最后，利用UG軟件對雙齒輪消隙機構(gòu)進行三維建模和虛擬裝配，并通過ADAMS軟件對雙齒輪消隙機構(gòu)進行運動仿真分析，得出相關(guān)運動曲線，分析雙齒輪消隙機構(gòu)的消隙效果。通過運動仿真分析，驗證了所設(shè)計的雙齒輪消隙機構(gòu)可以消除齒輪齒條傳動側(cè)隙引起的回差。論文研究為大型數(shù)控機床消除齒輪齒條傳動側(cè)隙提供了理論參考，所設(shè)計的齒輪傳動消隙箱可直接應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TG659;TH132.41
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 數(shù)控機床及齒輪齒條傳動消隙機構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)控機床的發(fā)展簡介
        1.2.2 數(shù)控機床的組成及工作原理
        1.2.3 數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)
        1.2.4 數(shù)控機床傳動消隙機構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題來源及研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 齒輪副側(cè)隙對進給傳動系統(tǒng)的影響及消隙方法
    2.1 齒輪副側(cè)隙對數(shù)控機床傳動精度影響
    2.2 影響回差的因素
    2.3 消除齒輪傳動間隙的措施
    2.4 本章小結(jié)
3 雙齒輪傳動消隙機構(gòu)的設(shè)計
    3.1 雙齒輪消隙方案及其消隙原理
    3.2 設(shè)計計算條件的確定
        3.2.1 基本條件的確定
        3.2.2 計算速度與計算載荷的確定
    3.3 輸出齒輪齒條的選擇
    3.4 電動機及減速器的選擇
        3.4.1 電動機選擇
        3.4.2 減速器的選擇
    3.5 消隙齒輪箱主要零部件的設(shè)計
        3.5.1 主要零件的布置及載荷計算
        3.5.2 消隙齒輪傳動設(shè)計
        3.5.3 齒輪軸的設(shè)計
        3.5.4 滾動軸承的選擇和組合設(shè)計
    3.6 消隙齒輪的消隙調(diào)整和預(yù)緊
        3.6.1 齒輪齒條的側(cè)隙計算
        3.6.2 消除齒側(cè)間隙的調(diào)整
        3.6.3 碟形彈簧的設(shè)計
    3.7 本章小結(jié)
4 消隙齒輪箱的優(yōu)化設(shè)計
    4.1 優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的建立
        4.1.1 目標函數(shù)的建立
        4.1.2 約束條件的確定
    4.2 優(yōu)化求解
        4.2.1 求解中有關(guān)數(shù)據(jù)圖表的處理
        4.2.2 求解方法及軟件
    4.3 設(shè)計實例
        4.3.1 確定優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型
        4.3.2 優(yōu)化求解
    4.4 本章小結(jié)
5 雙齒輪消隙機構(gòu)的仿真分析
    5.1 UG NX 8.0 軟件功能模塊及軟件特點簡介
        5.1.1 UG NX 8.0 常用模塊及其功能
        5.1.2 UG NX 8.0 軟件的特點
    5.2 雙齒輪消隙機構(gòu)的三維造型
        5.2.1 主要零部件的三維造型
        5.2.2 消隙齒輪箱主要部件裝配圖
    5.3 雙齒輪消隙機構(gòu)的運動仿真
        5.3.1 ADAMS 軟件簡介
        5.3.2 雙齒輪消息機構(gòu)的運動仿真
    5.4 運動仿真結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄

【參考文獻】

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本文編號：2880763