螺旋錐齒（chǐ）輪因其具有結（jié）構緊湊、傳動平穩,承載能力（lì）大等特點而被廣（guǎng）泛應用於航（háng）空、汽車,機床等各個領域。但由於螺旋錐齒輪齒（chǐ）形複雜,製（zhì）造工藝繁瑣,加工精度（dù）很難滿足要求（qiú）。在工程實際中采用的（de）近似齒形法（fǎ）加工出來的（de）齒輪存在原理（lǐ）性誤差,不能獲得理想的球麵漸開線齒形,因此缺乏互換性、傳動精度差,不具備（bèi）瞬時傳動比恒定（dìng）等（děng）性能要求。針對這一問題,本文設計了（le）一種新型的齒（chǐ）輪切削加工（gōng）機床,采用一種新的切削理論與加工方法,有效（xiào）地解（jiě）決（jué）了近似齒形加工法存在的（de）問題。

1 機床總體設（shè）計

1.1 機床主要技術參數

      設計過程中,在保證機床良好工作性能、合理（lǐ）結構及經濟性（xìng）的前提下,充分考慮了被加工零件的形狀、尺寸等問題對機床作了詳細的分析,並確（què）定機床的主要技術規格和參數。

1.2 主軸結構（gòu）設計

      主軸是機床最主要的部件之一,其工作性能直接影響（xiǎng）著零件質量和（hé）機（jī）床效率。因此主（zhǔ）軸應具有良（liáng）好的回轉精度、較高的承載（zǎi）能力以及優越的抗振（zhèn）性。根據機床結構以及使用要求選取皮帶式主軸結構,並考慮到主軸速度和結構剛度（dù）,采用主軸前端固（gù）定（dìng）,後端浮動（dòng）的支承方式,如圖1所示。

1.3 擺（bǎi）動頭結構設計

      機床通過手動實現分度,擺頭可以（yǐ）在±120°範圍內自（zì）由（yóu）擺動,擺動頭的結構如圖（tú）2所示。

1.4.1 導軌選取

      機（jī）床導軌的質量優（yōu）劣直接影響著機床的使用壽命和零件的加工精度。所（suǒ）以要求導軌具有導向精度高、摩擦阻力小,耐磨性（xìng）好等特點。根據實（shí）際應用情況,本機床選擇滾動導軌。

1.4.2 滾珠絲杠的設計

      根據機床工作條件以及絲杠相關參數的計算方法,求出各（gè）軸所選（xuǎn）滾珠（zhū）絲杠的規格參數。

1.5 機床的特點

      (1)加工精度高。各驅（qū）動軸的運動都采用閉環控製,從而提高了控製（zhì）精（jīng）度,減少（shǎo）了機床部件本身的加工誤差（chà）對（duì）齒輪（lún）精度（dù）的影響（xiǎng）。

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

      (3)適用範圍大。通過對機床數控轉（zhuǎn）台的不同組合,以及（jí）對主軸箱角度（dù）調整變換,該機床可以加（jiā）工出大、小模（mó）數不同的螺旋錐齒輪,如果更換特殊刀具（jù）,還可以加工出特殊用途的（de）齒輪。比如格利森（sēn）製齒輪、準雙曲線齒輪等（děng）。

2 機床有限元分析

2.1 建立三維模型

      利用Solidworks軟件繪製機床各部分模型,並按連接關係組建機床（chuáng）的三維模型。

2.2 有限元分析

      首先進行網格劃分,為符合整機（jī）結構特點,有限元各單元（yuán）采用殼單元。然後對整機分別進行一階、二階、三階、四階和五階模態分析。模態分析結果表明,所設計的機床結構合理,安（ān）全係數（shù）較大,強（qiáng）度能夠滿足在複（fù）雜（zá）工況（kuàng）下的加工要求。圖（tú）3為（wéi）該機床所加工的螺旋錐齒輪,符合技術要求。

3 結語

      本文通過對螺旋錐齒輪加工機床的研究,設計了一種新型的數控機床,以克服傳統機床存在的問題。

      (1)優化了機床結構,合理布局,在滿足其工作要求（qiú）的前提下,降低了成本,提高（gāo）了工作（zuò）效率。

      (2)進給係統采用閉環控製,減小了誤差,提高了機（jī）床（chuáng）的加工精度。

      (3)通過對（duì）虛擬樣機的仿真（zhēn）分析,表明本機品（pǐn）精度高,滿足使用要求,具有一定（dìng）的實用價值（zhí）。