课题来源于张家口煤矿机械有限公司,由于公司加工内齿圈用的插齿机精度下降,不能满足产品需要,考虑到产品对插齿机的要求,设计一台数控插齿机,相对于原来使用的插齿机,齿轮加工精度高,质量好,具有良好的经济效益。本文以数控插齿机为研究对象,制订了数控插齿机运动方案,设计了主轴机械系统并进行了仿真,具体研究内容有:根据普通插齿机加工原理与切削运动,设计了数控插齿机运动方案,主要有主运动方案、主轴液压驱动方案、主轴让刀运动方案、展成运动方案和径向切入运动方案,绘制了数控插齿机运动方案图,确定了数控插齿机的运动动力参数,对数控插齿机主轴机械系统中的关键零件—主轴,分析了主轴的受力情况,进行了强度校核和刚度校核。对主轴机械系统进行了三维建模和运动仿真,包括主运动部件和让刀运动部件。首先用PRO/E软件建立主运动部件和让刀运动部件三维模型,进行虚拟装配、干涉校验、运动仿真后导入到ADAMS软件中,建立运动模型(施加运动副和载荷)进行运动仿真,输出插齿刀的速度、位移曲线,分析主运动和让刀运动的协调性,输出主轴受力,为主轴有限元提供条件。对主轴机械系统中的关键零件—主轴进行有限元分析,首先在ANSYS Workbench12.0中添加主轴材料属性,然后在该软件中的DM(Geometry)中建立主轴模型,利用软件中的自动划分网格技术划分网格,并对主轴有限元模型施加载荷和约束,然后求解,根据需要输出主轴的正应力曲线、主轴总变形和主轴在X、Y和Z方向的变形,并用仿真结果对计算结果做了验证。