螺旋錐齒（chǐ）輪因其具有結構（gòu）緊湊、傳動平穩,承載能力大等（děng）特點而（ér）被廣泛應用於航空、汽車,機床（chuáng）等（děng）各個領域。但由於（yú）螺旋錐齒輪齒形複（fù）雜,製造工藝繁瑣,加工精度很難滿（mǎn）足（zú）要求。在工程實際中采用的近（jìn）似齒形法（fǎ）加工出來的齒輪存在原理性誤差,不能獲得理想的球麵漸（jiàn）開線齒（chǐ）形,因此缺乏互換性、傳動精度（dù）差,不具備瞬（shùn）時傳動比恒定等（děng）性能要求。針對這一問題,本文設計了一種新型的齒輪切削加工機床,采用一種新的切削理（lǐ）論與加工方法,有效地解（jiě）決了（le）近似齒形加工法存在的問（wèn）題。

1 機床總體設計

1.1 機床主（zhǔ）要技術參數

      設計過程中,在保證機床良好工作性能、合理結構及經濟性的前（qián）提（tí）下,充（chōng）分考慮了被加工零件的形狀、尺寸等問題對機床（chuáng）作（zuò）了詳細的分析,並確定機床的主（zhǔ）要技術規格（gé）和參數。

1.2 主軸結構設計

      主軸是機床最主要的部件之一,其工作性能直接影響著零件質量和機床效率。因此主軸應具有良好的回轉（zhuǎn）精度、較高的承載（zǎi）能力以及優（yōu）越的抗（kàng）振性。根據機床結構以及使用要求選取皮帶式（shì）主軸結構,並考慮到主軸速度和結（jié）構剛度,采用主軸前端固定,後端浮動（dòng）的支承方式,如圖1所示（shì）。

1.3 擺動頭結構設（shè）計

      機床通過手動實現分度,擺頭可（kě）以在±120°範圍（wéi）內自由擺動（dòng）,擺動頭的結構如圖2所示。

1.4.1 導軌（guǐ）選取

      機床導軌的質量優劣直接影響（xiǎng）著機床（chuáng）的使用（yòng）壽命和零件的加工精度。所以要求（qiú）導軌具有導向精度高、摩擦阻力小,耐磨（mó）性好等特點。根據實際應用情況（kuàng）,本機（jī）床選擇滾（gǔn）動導軌。

1.4.2 滾珠絲杠的設計

      根據機床工作（zuò）條件以及絲杠相關（guān）參數（shù）的計算方法,求出各軸所選（xuǎn）滾珠絲杠的規格參數。

1.5 機床（chuáng）的特點

      (1)加工（gōng）精度高。各驅動軸的運動都采用閉環控製,從而提高了（le）控製精度（dù）,減少了機床部件本身的加工誤差對齒輪精度的影響。

      (2)進給係統響應時間短,速度快。進給係統采用滾柱直線型導軌,絲杠與（yǔ）伺（sì）服進給電機（jī）采用聯軸器直聯（lián）,縮短（duǎn）了響應時間,最大移動速度可達40mm/s。

      (3)適用範圍（wéi）大。通過對機床數（shù）控轉台的不同組合,以（yǐ）及對主軸（zhóu）箱角度調整（zhěng）變換,該機床可以加工出大、小模數不同的螺旋（xuán）錐齒輪,如果更換（huàn）特殊刀具,還可以加工出（chū）特殊用途的齒輪。比如格利森製齒輪、準雙曲線齒輪等。

2 機床有限元分析（xī）

2.1 建立三維模型

      利用（yòng）Solidworks軟（ruǎn）件繪製機床各部分模型,並按連接關係組建機床的三（sān）維模型。

2.2 有限元分析

      首先進（jìn）行網格劃分,為符合整機結構（gòu）特點,有限元各單元采用殼單元。然後對整機分別進（jìn）行一階、二階、三階、四階和五階模態分析（xī）。模態分析結果表明,所設計的機床結構合理（lǐ）,安全係數較大,強度（dù）能夠滿足在複（fù）雜工況（kuàng）下的加工要求。圖3為該機床（chuáng）所加工的（de）螺旋錐齒輪,符（fú）合技（jì）術要（yào）求。

3 結語

      本文通過對（duì）螺旋（xuán）錐齒輪加工機床的研究,設計（jì）了一種新型的數控機床,以克服傳統機床存（cún）在的（de）問題。

      (1)優化了機床（chuáng）結構,合理布局,在滿足其工作要求的前提下,降低了成本,提高了工作效率。

      (2)進給係統采（cǎi）用閉環控製,減（jiǎn）小了誤差,提高了機床的加工精度。

      (3)通過對虛擬樣機的仿真分析,表明本機品精度高,滿足使用要求,具有一定的實用價值。