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主轴箱是磨齿机的核心元件，它主要包括主轴，轴承，主轴箱体，传动机构，进给机构和砂轮机构，在齿条磨削加工过程中，其主轴需要完成砂轮的主运动、纵向进给运动和垂直方向的进给运动。同时，其主轴要具有良好的刚度和回转精度，在受磨削力及受热变形的情况下，保证主轴与砂轮及主轴上其他相关部件相对位置的稳定性和准确性。同时，主轴箱是一个整体其性能不仅与其各个组件的性能有关，而且与其组件的布置形式有很大关系，所以对其布置形式有很大的关系，所以对其布置形式也要进行合理的设计。总的来说，对于磨齿机主轴箱的设计应满足以下几个方面的基本要求：低摩擦损耗，低温升功耗；良好的支撑，静刚度和动刚度大，良好的回转精度，较小的振动；较长的使用寿命，精度保持性好；低成本等。此外，主轴箱主要有以下要求：
(1)主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数,能够实现运动的开停、变速、换向和制动,以满足机床的运动要求;
（2）主传动的有关结构,特别是主轴组件要有足够高的精度、抗振性,热变形和噪声要小,传动效率要高,以满足机床的工作性能要求;
（3）数控磨齿机床主传动系统的变速方式。控机床的调速是按照控制指令自动执行的,因此变速机构必须适应自动操作的要求。在主传动系统中,为扩大调速范围,适应低速大扭矩的要求,采用齿轮有级调速和电动机无级调速相结合的调速方式
为此,根据数控磨齿机主轴箱的设计要求和特点,使用功能强大的Pro/E工程建模软件建立了数控磨齿机床主轴箱的实体模型,模拟了机床主传动系统的运动和工作过程,使设计者在制造样机之前及时发现设计过程中存在的缺陷以及对未来制造过程的影响,为产品改进设计提供良好的条件。因此,利用Pro/E对数控机床主传动系统进行虚拟设计、虚拟装配,对于稳定机床产品的质量,提高生产率,推动机床功能部件的发展,加快产品的更新换代具有重要意义。虚拟设计技术是以信息技术为载体的，通过强大的计算机平台，以特定行业的软件为依托，在计算机上实现的现代设计技术。是20世纪90年代发展起来的一个新的研究领域，它是计算机图形学、人工智能、计算机网络、信息处理、机械设计与制造等技术综合发展的产物。主轴箱的虚拟设计以Pro／ENGINEER为平台完成的。该软件具有：参数化、相关性、基于特征的实体模型、数据管理、装配管理、工程数据库再利用、易用性、硬件独立性等特点。采用Pro／ENGINEER为平台以现有数据为设计依据采用参数化特征建模技术完成了主轴箱中主要零件的虚拟建模，得到了圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮、主轴、箱体、轴承等零件的虚拟模型，接着使用虚拟装配技术完成了主轴箱部件及整体的虚拟装配，得到了主轴箱的数字模型，并对模型进行了运动学仿真及干涉检验，最后运用所得的数字模型对主轴箱进行了动力学仿真，得到了主轴上输入齿轮、主轴在10~r／min、710~r／min、1400~r／min三种不同转速下的受力情况，分析了齿轮在转速越高其所受力越不均衡的情况，利用有限元的方法得出了齿轮、主轴的最大受力及失效部位分别为齿轮根部、输入齿轮2的装配部位。基于Pro／ENGINEER设计平台进行产品虚拟设计的方法进行产品虚拟设计的关键环节，即零部件建模、运动学仿真、动力学仿真、干涉检验、有限元分析等。对在产品设计中虚拟设计方法与传统设计方法的差异、优越性进行了对比。显然基于Pro／ENGINEER的产品虚拟设计方法具有功能强、系统稳定、成本低、易于推广应用等优点。本研究为基于Pro／ENGINEER的产品虚拟设计方法奠定了基础。该方法具有广阔的应用前景，通过深入研究，该方法还将进一步发挥潜能，是一种非常有前景的产品虚拟设计方法。
文献【1】介绍了利用Pro/E软件对数控车床进行了三维建模及装配连接,然后运用Pro/Mechanism模块严格按照机床的自由度约束实现了机床主轴及X、Y方向的运动仿真并且介绍了具体的操作方法,真实再现了数控车床的运动机理.由于机床的部分外壳及挡板采用了透明的处理并且获取了主轴箱及进给工作台的的爆炸视图,使得对机床内部零部件的运动有了直观形象的认识;而通过机床的运动仿真使得对数控车床的运动机理有了全方位多角度的感受理解.
文献【2】介绍了国内某企业为开发核电用立式行星齿轮减速箱系统新产品,对该系统进行了充分的前期技术设计和分析,用ProE软件进行了系统的三维建模和装配,加载动态仿真运行,用ProE自带的Mechanica分析软件对关键零部件的受力情况进行了有限元分析计算,并用SimulationX软件对系统的振动特性进行了分析.前期的仿真分析研究对整个系统的成功设计、制造起到了关键的作用
文献【3】介绍了利用Pro/E软件在三维造型时的参数化驱动功能,实现了直齿轮的精确建模和虚拟装配.建立了符合Pro/E格式的齿轮参数表达式及参数驱动程序,对虚拟装配的齿轮组进行了干涉检验.分析表明这种建模和装配方法是齿轮传动机构设计的一种理想方法.
文献【4】介绍了应用基于特征的造型软件Pro/E实现齿轮机构特征造型、虚拟装配及运动仿真的原理与方法.在齿轮机构特征分析基础上进行造型,并提出了在Pro/E环境下利用Relation关系式建立齿轮模型的方法,阐述了在Assembly模式中进行齿轮减速器装配与仿真的原理和操作方法,并对仿真结果进行了检验.
文献【5】分析了传统齿轮设计方法中存在的不足,研究了在Pro/E软件环境中的直齿轮参数化和系列化设计的方法,指出了当直齿轮参数在合理取值范围变化时,可以动态地进行直齿轮的快速设计并对所设计结果进行验证,最后对虚拟装配后的齿轮机构进行了运动仿真分析.
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