机械工程学报

作者：杨潇, 杜彦斌, 杨圳, 令狐浪浪, 李本杰

单位：1. 重庆工商大学智能装备绿色设计与制造重庆市重点实验室 重庆 400067;2. 重庆机床(集团)有限责任公司 重庆 401336;3. 西南石油大学机电工程学院 成都 610500

关键词：绿色干切滚齿,主轴系统,热网络,瞬态温度；

基金：国家自然科学基金(51905059)、重庆市自然科学基金(CSTB2023NSCQ- MSX0752)、重庆市教育委员会科学技术研究计划重点(KJZD-K202300801)和中国博士后科学基金(2021M693748)资助项目。

面向绿色干切滚齿加工的热致精度衰退问题，融合其窜刀时变特性研究干切滚刀主轴系统的瞬态温度场分布规律。首先，结合热-力-位移多场耦合分析，揭示窜刀位置动态更替与轴承热弹性变形、刚度时变的跨尺度关联及多维度劣化机制。然后，基于热电比拟理论建立干切滚刀主轴系统的层级化热阻网络，推导形成其在时变边界及多热源下的非线性耦合方程组。最后，基于热-机闭环反馈机制，通过多节点热网络与窜刀位移协同，建立瞬态温度场模型及其多尺度闭环迭代解算方法，实现窜刀效应与热网络动态响应的时空精准映射。验证试验表明模型计算值与实测值在温升速率、稳态温度及热平衡时间等指标上表现良好，模型应用结果揭示了轴承预紧力、主轴转速、轴承空间位置等对瞬态温度的影响规律，以及主轴轴线偏移下的齿轮误差诱发机理和时变窜刀下的加工表面纹理变化机制等。研究结果可为齿轮加工精度一致性控制提供支持。

来源：2026年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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