大型弧齿轮铣齿机结构优化设计-机械制造及其自动化专业论文.docx

饨rt 饨 r t w 中文摘要 最近几十年来，随着我国石油、冶金、汽车、水电、煤炭等行业主机设备日 趋大型化，对于加工直径在 1000mm 以上的大型弧齿锥齿轮的需求最越来越大。 为打破国外对大型弧齿稚的轮加工装备的垄断，i!i切需要研制开发具有自主知识 产权与技术的大型弧齿锥齿轮恍齿机。本文针对天津第一机床总厂研制的 YK22160 大型数控弧齿锥齿轮恍齿机，以商刚度和轻量化为自栋，对其结构进 行优化设计，以提高机床性能，降低制造成本。 本文建立了YK22160 大型数控弧的锥齿轮钝齿机黠机有限元模型，运用 同唯hon 脚本语宫实现了变拓扑情况下的整机装配，实现了拓扑优化和参数优化， 首先，在保持尺寸参数不变的情况下，改变床身和摇台等主要零部件的筋格密度 获取了刚度和质量综合最优的筋格拓扑组合:其次，对最优拓扑组合关键结构参 数进行灵敏度分析，筛选出对质量和刚度影响较大的尺寸参数作为优化设计变 景:最后，采用试捡设计和有限元结构分析相结合的方法，建立整机优化的响应 面近似模型，并采用遗传算法求解优化模型，获得了整机优化的 Pareto 解集，为 YK22160 大型数控弧齿锥前轮锐齿机改进设计提供了参带依据。 本文以大型弧齿锥齿镜前机为对象，总结出一种比较完整的复杂制造装备结 构优化设计的方法、体系结构和技术流程，建立优化设计的技术系统，为其宫的 大型复杂制造装备的结构优化提供了一种思路。 关键词z 大型弧齿锥齿锐齿机优化设计有限元分析 拓扑优化 参数化建模 ABSTRACT 唱 、 、... v 、 、 Recently several dOzens years，with the develOpment Of large scales and high accuracy Of prOfession main engine equipment in pe衍oleum，metallur百y，autOmObile， water and electric坷， cOal are削恼。ur cOuntry，demand Of large-scale spiral bevel gears becames mOre and mOre fOr the prOcessing mOre than 1000mm in diameter. It is necessary tO finite element structural analysis，Optimizati On and Other mOdem design methods fOr milling machine product design in Order ωimprOve design quality，meet the large arcl bevel gear fOrming technOlOgy needs.The structure Of desi酬。f YK22160 heavy CNC bevel gear cu饥ing machine is mOre OptimizatiOn in its high dynamic，8tatic stiffness and light weight in this paper，provide a strOng scientific basis tO reduce machine manufacturing cOsts and imprOve the competitiveness Of enterprises. A arc bevel gear milling machine finite element mOdel is set up in YK22160 heavy CNC arc bevel gear cu创ng machine，especially di伽rent lattice topOlOgy mOdel of variable density are set up in the main parts. PythOn scripting language is used tO implement the tOpOlOgy change in case Of machine assembly and tO achieve cOmbination Ofthe parameter Optimizati On and tOpOlOgy OptimizatiOn. Firstly，keeping parts under the same structural parameters，analyze the finite element Of different cOmb