数控龙门镗铣床主传动系统扭转动力学分析

许昆平，严江云，彭梁锋，肖宁

(沈机集团昆明机床股份有限公司，云南昆明650203)

主传动系统是机床工作的重要组成部分。主轴箱的齿轮传动系统经常处于高速、重载的运行环境，其传动精度直接影响机床的加工精度。传动齿轮在切削过程中极易因重载、高速等原因产生较大的振动和噪声，从而导致主传动系统的某些部位受损，进而影响机床的切削精度［1-3］。因此，开展XK(H)2740数控龙门镗铣床主传动系统的动态特性分析，对于减小主传动系统的振动与噪声，优化数控龙门镗铣床主传动系统的动态性能具有重要的指导意义。

XK(H)2740数控龙门镗铣床主传动系统齿轮传动装置主要采用宽斜圆柱齿轮，设计时一般将齿轮作为刚体处理，不考虑轮齿受载后的变形，因而齿轮在动态运转过程中会出现振动大、噪声大等问题［4］。作者通过分析齿轮副接触线长度的变化，根据单位接触线的啮合刚度计算斜齿轮副的综合啮合刚度［5-6］，求解XK(H)2740数控龙门镗铣床主传动系统在刚度激励及误差激励作用下的动态响应［7-8］，并对其动力学特性进行分析，对减少系统的振动和故障提供了依据，也为系统的动态性能优化奠定了基础。

1 XK(H)2740主传动系统传动原理

图1为XK(H)2740主传动系统的传动原理图，其中轴Ⅰ为输入轴，轴Ⅳ为输出轴即铣轴。该传动系统为三级两挡斜齿轮传动，电机通过联轴器将运动输入到齿轮轴Ⅰ，齿轮轴Ⅰ通过滑移齿轮2进行换挡并将运动传递到齿轮3，齿轮3带动轴Ⅲ转动，通过轴Ⅲ上的齿轮5将运动传递到铣轴Ⅳ，进而将运动输出并进行切削。……