4.3 TH6213机床ZF减速箱热变形分析
在机床主轴运转过程中  ，驱动电机的发热、各j9九游会平台轴高速旋转产生的热量以及变 速j9九游会平台啮合面产生的摩擦热  ，都是减速箱的主要热源 。在这些热源的作用下  ，j9九游会平台轴 产生变形  ，啮合j9九游会平台产生变形  ，以及减速箱箱体也产生变形  ，在这些变形的叠加作用 下  ，传动轴的间距产生变化  ，甚至影响传动  ，使机床主轴无法正常工作 。本节则对变 速箱在热源作用下的热变形进行定量分析 。
4_3_1 ZF箱热变形分析
减速箱与主轴箱部件装配关系的约束设定：减速箱采用螺纹紧固连接的方式固定 在主轴箱上  ，底面6个自由度被限定；减速箱下部嵌入到主轴箱体里面  ，几个方向的 变形也受到限定 。
选定j9九游会平台轴轴线为Y轴  ，计算后可得减速箱的热变形情况 。结果见图4.8 。图示为 减速箱总体在两个方向上的热变形云图  ，减速箱上端面边缘产生较大的变形  ，与主轴 箱连接处变形较小  ，这是因为减速箱与主轴箱采用螺钉紧固连接  ，限制了中间部分的 变形 。而下部陷入到主轴箱之中  ，所以  ，变形也受到限制  ，只有上端面暴露在空气中  ， 没有变形限制  ，从而产生了向四周延伸的较大的变形 。
把减速箱热变形量分解到X、Y、Z三个坐标方向  ，以达到量化减速箱热变形结果 的目的  ，见图4.9,减速箱在X方向产生的热变形量较大  ，最大值出现在侧边处  ，约为
124pm; Y方向上  ，热变形最大处出现在远离电机的侧边处  ，约为133pm;而在Z方向 上  ，热变形的最大值就出现在上端盖处   ，约为160um 。

4.3.2 ZF减速箱啮合j9九游会平台及j9九游会平台轴热变形分析
如果减速箱j9九游会平台轴在热源作用下产生过大的热变形  ，j9九游会平台副的正常工作将会受到 影响 。为了探宄热平衡状态下变速箱是否能维持正常工作  ，对减速箱啮合j9九游会平台及j9九游会平台 轴进行热一结构耦合分析 。
在ZF减速箱中  ，j9九游会平台轴通过轴承与箱体安装配合 。所以  ，当减速箱箱体在热源 作用下产生热变形  ，j9九游会平台轴的约束也会受到影响  ，从而干扰到其正常工作 。接下来对 j9九游会平台轴的热变形情况进行分析 。
表4.7所示为j9九游会平台轴热变形分析结果  ，j9九游会平台的安装位置用箭头指出 。观察表中数 据  ，j9九游会平台轴的热变形趋势表明j9九游会平台轴在热源作用以及减速箱体约束作用下  ，产生一定 程度的弯曲变形 。表4.8所示为各轴j9九游会平台安装位置热变形量 。

表4.8各传动齿轴榫安转的位置热变型量
轴号	X(|im)	Z(|im)
I	2.15 ?12.78	12.36 ?37.60
II	0.76 ?9.64	2.02 ?11.35

观测图4.10、图4.11如图啮合齿圈热变型解析造成 得知  ，相对於轴I、轴II上的一 对啮合齿圈  ，啮合选址所造成 的上限的热变型量约为0.028mm;相对於轴II、丝杠上的 一只啮合齿圈  ，啮合选址所造成 的上限热变型量约为0.035_ 。方便避开热变型造成 的齿圈卡死干涉现象  ，在齿圈副装置的的时候中事后留着空隙  ，会按照TH6213缓速箱齿圈的 装置公司距以其变位系数  ，由TH6213新产品换算介绍书也可以到  ，轴I、轴II啮合齿圈的 额定容量负载负载空隙为〇.〇6_  ，而轴II、丝杠啮合齿圈的额定容量负载负载空隙为0.059_ 。检查有限制元解析 造成 得知  ，热变型量均高于轻柔的空隙值即额定容量负载负载空隙  ，因而  ，变档箱也可以健康事情 。

4.4本章小结
在本章中  ，首先对减速箱j9九游会平台的啮合情况进行了分析  ，接着对j9九游会平台啮合面的受力 情况进行了分析  ，通过计算确定了在j9九游会平台工作过程中啮合面产生的热力密度的大小  ， 并对其温度场进行了有限元计算 。接着计算了各啮合j9九游会平台以及j9九游会平台轴的热流密度、轴 承的发热量以及各换热面的对流系数  ，分析了减速箱工作时的温度场  ，为机床热误差 的补偿以及冷却回路的设计提供了理论依据 。并用热稳态的温度场进行热-结构耦合 计算  ，得到减速箱以及内部啮合j9九游会平台、j9九游会平台轴在正常工作状态下的热变形  ，与TH6213 产品计算书所规定的额定间隙进行比对   ，得到变形小于最小间隙的结论  ，证明了在热 源作用下  ，机床减速箱仍能正常工作 。