第1期 2017年1月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)01001904
D0I:10.13462/j.cnki. mmtamt.2017.01.006
基于ABAQUS的三联齿盘与双联齿盘
静动态特性比较付秀秀，王华，韦超
（南京工业大学机械和动力工程学院，南京210009）
No.1 Jan.2017
摘要：为了分析比较三联齿盘和双联齿盘作为精定位元件的优劣性，文章在三联齿盘与双联齿盘的外径和啮合齿参数相同，受到同样的极限扭转力和轴向力的条件下，采用有限元软件ABAQUS分别对三联齿盘和双联齿盘进行静力分析和模态分析，通过比较应力值和变形量来分析两者的静力受力情况。静力分析结果表明，在相同外载荷和约束条件下，三联齿盘受到的最大应力和最大变形量都较大，齿面受力较集中，最大应力出现在齿面上。双联齿盘，由于机构联动简单，齿面受力均匀，受力变形也规则稳定。所以，在机械性能上，三联齿盘更易出现疲劳损伤。模态分析结果表明，端齿盘动态稳定性强，其共振频率高，外界切削条件振动不会引起端齿盘共振，但一旦引起共振，变形量较大。
该研究对数控刀架设计和定位机构选择起到理论指导意义。关键词：三联齿盘；双联齿盘：有限元分析：静态分析：模态分析
中图分类号：TH165TG506
文献标识码：A
Comparison of StaticandDynamicCharacteristicsbetweenTriple
Gear Plate and Hirth Couplings Based on ABAQUS
FU Xiu-xiu,WANG Hua,WEI Chao
( College of Mechanical and Power Engineering,Nanjing Tech University , Nanjing 210009, China)
Abstract : In order to get the relative merits between triple gear plate and hirth couplings, in this paper, fi-nite element software ABAQUS is used to static analysis and modal analysis of both. The triple gear plate and hirth couplings havethe same External diameter and the tooth parameter, and the same limited torque and axial force. Firstly, by comparing stress values and deformations, the static analysis results have shown that, In the same conditions of load and constraint, the maximum stress and maximum deformation of Triple gear plate are larger than hirth couplings, Stress generated on triple gear plate is relatively concentrated, thc biggest stress appears on the tooth surface, and deformation is axial and radial . On the other hand, stress generated on hirth couplings is relatively uniform and stable. In general, the triple gear plate is more pronc to fatigue damage. Secondly, the modal analysis results have shown that both of two have high frequency which means high dynamic stability and external vibration cannot cause resonance. But the deformation is large once the resonance occurs. Finally, this research has some theoretical guiding significance for the de sign of CNC turret and the choice of locating mechanism.
Key words: triple gear plate;hirth couplings; finite element analysis; static analysis; modal analysis
引言 0
端齿盘在数控加工中心各个精密分度装置中，常作为精定位元件，它具有以下优点：分度精度高，具有自动定心功能；重复定位精度高，在一定范围内，使用时间越长，端齿齿面接触面积越大，上下齿盘啮合越好；定位刚性好，能够承受很大的外部切向载荷1-2！。
最初刀架上采用精密分度装置是双齿盘，由两个收稿日期：2016-03-11；修回日期：2016-04-2
相互啮合的齿盘组成，刀架的松开、锁紧需要靠主轴轴向的移动来实现，结构简单。其生产工艺成熟，加工精度高，但刀架转位时需要抬起，增加了转位时间，且带来了润滑油泄露、密封问题。
后来随着刀架结构的发展，出现了三联齿盘，由三个相互啮合的齿盘组成，三联齿盘在很大程度上解决了上述问题，但自身却存在结构复杂，工艺性差等问
*基金项目："高档数控机床与基础制造装备"国家科技重大专项（2014ZX04011031
作者简分势数据991—），女，南京人，南京工业大学硕士研究生，研究方向为数控刀架动静态特性，（E-mail)1556119961@qq-com。