ANSYS在動力頭升降U型架設計中的應用

田國富，宋 菲，張建平，何國軍，王 歡，楊大成

（沈陽工業大學 機械工程學院，遼寧 沈陽 110870）

0 引言

數控機床以自動化程度高、柔性好、加工精度高等優點在現代制造業特別是復雜零件加工中得到了廣泛應用，與普通機床相比，數控機床對機械部分剛度、抗震性以及熱變形等機械性能要求更高。因此在數控機床設計中，對數控機床關鍵零部件以及整機進行靜力學分析和動力學分析是一項非常重要的工作。

動力頭U型架是大型螺旋錐齒輪數控機床的關鍵部件，由于動力頭在工作過程中旋轉不同角度對U型架的負載也不相同，故需要利用ANSYS軟件對該動力頭U型架進行靜力分析，并通過結果分析其結構是否合理。

1 大型螺旋錐齒輪整機結構

大型螺旋錐齒輪數控機床分為兩大部分：工作頭部分和工作臺部分。這兩部分呈T字型分布，工作頭部分由動力頭、U型架、X向橫梁、Z向移動體、Z軸立柱、Y向床身組成；工作臺由X向床身、工作臺、搖臺三部分組成。動力頭由刀盤、電主軸、X軸擺動裝置和Y′軸擺動裝置構成。該機床有7個運動軸，工作時可實現七軸五聯動或者七軸六聯動，可以很好地滿足螺旋錐齒輪這類復雜曲面零件的加工要求。大型螺旋錐齒輪數控機床結構簡圖見圖1 。

2 U型架的約束和載荷確定

2.1 U型架在整機模型中的受力分析

通過對大型螺旋錐齒輪數控機床工作過程的分析可知，U型架在Z軸立柱的導軌上移動，從而使動力頭完成對螺旋錐齒輪的切削?！?br>