液压膨胀式主动齿轮精密加工工装分析与研究

作     者：巩赟 

作者单位：大连交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何卫东;李晓慧

授予年度：2020年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：液压膨胀 精密工装 薄壁套筒 试验分析 可靠性分析 

摘      要：机车主动齿轮是电力机车牵引动力传递的核心构件,在其端齿的数控加工铣齿过程中,要求其定位精度极高,而且在铣齿过程中夹紧要可靠,批量化加工必须采用精密工装进行装夹。因此,针对液压膨胀式精密工装进行分析研究,具有重要的工程研究价值。本文以某厂机车主动齿轮端齿铣削加工为背景,采用理论推导计算,有限元仿真与试验验证相结合的方法,从机车主动齿轮端齿加工要求入手,对液压膨胀式精密工装的定位夹紧进行深入的研究。首先,在分析机车主动齿轮加工工艺的基础上,依托精密工装的相关理论,对液压膨胀式精密工装的定位夹紧方案进行分析研究。同时以弹性力学中空间轴对称问题和圆柱壳体问题相关理论为依据,推导计算薄壁套筒在工况下承受外压时的最大变形量以及液压夹紧力的大小,为薄壁套筒的结构设计提供理论依据。其次,利用ANSYS Workbench对薄壁套筒进行有限元仿真分析,计算得到不同材质薄壁套筒在不同压力等级情况下的最大变形量和最大应力值。在此基础上,求解液压膨胀式精密工装液压夹紧力矩的大小,对比理论计算,得出工况下作用于薄壁套筒的压力大小。第三,在有限元分析的基础上设计并实施液压膨胀式精密工装中不同材质薄壁套筒对其夹持性能的影响试验,对比验证有限元仿真分析结果。最后,根据液压膨胀式精密工装工作原理,运用Six Sigma可靠性分析法对薄壁套筒进行可靠性分析。此外,结合既往的工装相关故障统计数据,建立了液压膨胀式精密工装故障树,定性分析液压膨胀式精密工装薄弱环节,为其设计制造提出改进措施。