成果的背景及主要用途：齿轮作为重要的基础传动元件已成为一个国家现代 工业技术水平的标志之一。多轴联动的数控插齿机是对齿轮机床的根本变革。数 控插齿机虽然减少了机械传动环节，但其在机械系统精度、加工效率等方面如何 提高，特别是定量描述系统的几何误差、建立齿轮误差及传动链误差分析模型， 是当前亟待解决的关键技术问题。该项科研成果通过鉴定意味着数控插齿机床在 国内研发和生产已具备较完善的技术储备。本项目的理论成果可以向其他数字化 机械装备行业推广。 技术原理与工艺流程简介：应用功能化虚拟样机技术，以多体系统为理论核 心，建立了数控插齿机床整机虚拟模型和运动学模型，提出了数控插齿机床的几 何误差描述方法。 从齿轮加工工艺出发，分析研究影响齿轮精度的各种因素。将多体系统运动 37天津大学科技成果选编 学理论与齿轮啮合原理相结合，建立齿轮误差及传动链误差分析模型，实现了齿 轮的数控加工误差定量计算。 以 YK5120 数控插齿机为典型设备，实现了对数控插齿机的主轴回转误差的 测量和补偿。 技术水平及专利与获奖情况：国际先进水平。 应用前景分析及效益预测：本项目的理论成果可以向其他机械制造装备行业 推广。 应用领域：数控机床，通用数字化装备。 合作方式及条件：合作开发。

一种木工支罗钻组合机床的装夹分度进给装置，主轴箱中有主轴夹紧液压缸和主轴夹紧压杆，有上下两个完全相同内有支罗钻夹紧拉杆的主轴，主轴内还有支罗钻定位元件，主轴前端有主轴夹紧装置，中间有支罗钻夹紧液压缸，后端有丝杠螺母机构，主轴套上有与齿条液压缸连接的主动齿轮相啮合的被动齿轮，有连接主轴的传动键。该装置能满足木工支罗钻直径和长度尺寸的需要，能自动夹紧支罗钻和主轴，能实现主轴的分度运动和铣螺旋面回转加工进给运动，自动化程度高，大大降低了工人的劳动强度，帮助木工支罗钻组合机床一次装夹同时完成两个支罗钻铣平、斜、螺旋面的加工，节省了加工辅助时间，大幅度地提高了支罗钻的加工生产效率。

一种考虑机床几何结构误差的多轴数控加工后置处理方法，根据机床结构分别建立不含结构误差的机床运动变换链和含有结构误差的机床运动变换链，采用不含结构误差的机床运动变换链求解刀具运动的各运动轴理想运动坐标，该理想运动坐标中不考虑机床结构误差。之后采用含有结构误差的机床运动变换链计算运动计算上述理想运动坐标的补偿量，通过补偿该理想运动坐标，使得机床的实际运动轨迹与设定运动轨迹之间的偏差在允许范围之内，保证刀具实际轨迹与设定轨迹的一致性。本发明弥补了传统后置处理方法的不足，可以实现包含机床几何结构误差的多轴后置处理，有助于提高机床加工过程中的运动精度，提高零件加工质量。

五轴和五轴以上联动数控机床是高效率高精度加工空间曲面类零件，如各类模具、水轮机和汽轮机叶片、三元流离心压气机、船用螺旋浆和推进器及螺旋锥齿轮的关键设备，目前我国不能自行生产，几乎全部依赖进口，每年达上百台之多。中型五轴联动数控机床的价格为每台60-80万美元，大型的约200-600万美元，还要附带许多条件，如不准加工军品，每年要检查生产记录等。 

本发明公开了一种基于区间的数控机床加工性能预测方法，包括：(1)获取每类测量数据的多个测量值；(2)将每类测量数据中的每个测量值转换成区间形式；(3)提取时域或时频域特征；(4)把提取的时域或时频域特征作为观测，获得优化的广义隐马尔可夫模型；(5)从优化的广义隐马尔可夫模型中，找出状态转移概率矩阵，作为马尔可夫链转移矩阵；(6)选择区间化的初始状态概率向量，并与该马尔可夫链转移矩阵，形成性能预测模型 A⁽ⁿ⁾；(7)求该模型中的最大值，即为数控机床加工性

MX220桌面五轴联动数控机床   MX220桌面五轴联动数控机床是一款桌面式微型五轴联动数控机床，适用于小型精密五轴零件及各种各样的复杂零件加工；具有体积小、重量轻、搬运方便、操作灵活等优点；使用220伏电压，配置工业级五轴联动控制系统面板，带5轴三档电子手脉；机床具有X、Y、Z三个直线轴和两个旋转轴（B轴+C轴）五个坐标轴，X、Y、Z直线轴采用直线导轨，BC两个旋转轴采用谐波减速机，保证高精度和高稳定性；具有一次装夹、任意曲面加工、复合工艺加工等优势、操作便利；具有性价比高、性能稳定、故障率低、维护成本低等优点； 主要用途 MX220桌面五轴联动数控机床主要用于数控教学与培训，该机床主要加工铝合金、铜、塑料及铁、模具钢轻加工，主要用于职业院校、高校创客创新实验室等，进行五轴联动数控编程教学和实操培训等。   产品特性： 工业级五轴联动控制系统面板；带5轴三档电子手脉； 高精度带预紧滚珠丝杆及螺母，具有运动灵活性、热变形量小； XYZ轴采用直线导轨，BC旋转轴采用高精度诣波减速机； 采用铸件床身，机床稳定性好，刚性好，精度稳定； 使用220电压、全封闭钣金结构； 展现当代先进制造业的高速高效高精尖加工的理念； 应用于职业院校、高校创客创新实验室等，进行五轴联动数控编程教学和实操培训等； 执行国际标准G代码和多种CAM软件（MasterCAM、UG、Fusion360等）； 便于课程开发，满足老师教学，强化学生技能； 工作环境干净整洁，无油污，异味；改善环境，低碳环保； 价格实惠，教学成本低，解决了大型工业级多轴数控机床的价格昂贵，增加学生实践上手的机会； 序号 项目内容 技术参数 1 床身及回转台 结构：铸铁立式结构，XYZ轴直线导轨，主轴立柱带动刀具移动 回转轴：BC轴摇篮式转台，高精度诣波减速机 2 全封闭防护罩，抬起式单门（气动门） 3 工件冷却装置 冷却装置为内置风冷，使用0.6帕气压，M指令控制 4 线性轴精度 定位精度：0.02mm 重复定位精度：0.015mm 5 旋转轴精度 定位精度：16" 重复定位精度：12" 6 轴移动行程 X/Y/Z行程：220×120×200mm 7 B轴行程：+30～-120° 8 C轴行程：+/- N×360° 9 最大加工范围：Φ100×180mm 10 机床主轴 主轴锥柄：MT3 11 主轴最大功率：550w 12 主轴最高转速：3500rpm 13 最大夹持刀具直径：Φ16mm 14 工作台参数 工作台尺寸: 100/460×130mm 15 工作台承重：15kg 16 T型槽：12 mm/3 17 线性轴移动速度 X/Y/Z轴：2000mm/min 18 回转轴移动速度 B/C轴：≥50r/min 19 数控系统 YORNEW M5工业级五轴联动控制系统面板 20 电子手脉 5轴三档电子手脉 21 使用电压 AC220V/50H 22 外形尺寸 930×750×920mm 23 净重/毛重 180kg/220kg  

一种基于切削激励的机床结构模态比例因子获取方法，包括：选择脉冲切削方式，脉冲切削方式包括铣削、车削和镗削凸台，建立与脉冲切削方式对应的切削力模型，根据切削力模型生成切削参数，并随机生成凸台参数，根据切削参数和凸台参数计算切削力的自功率谱，并判断自功率谱的频宽是否覆盖期望的频带范围，判断自功率谱的能量是否大于一阈值能量，若能量大于阈值能量，则根据所选的切削参数生成数控指令代码，以控制机床加工待切削试件，测量机床的响应信号，并计算响应信号的互功率谱矩阵，根据响应信号的互功率谱矩阵利用最小二乘复频域法计算系统极点以及模态振型向量。本发明能够估计激励力的能量大小，继而从互功率谱矩阵中获取模态比例因子。

接收端根据信道估计得到的信道信息根据本发明提出的算法选择出接收天线集合和发射天线集合，并将发射天线集合反馈给发射端，发射端根据接收端反馈的发射天线集合，对传输数据进行空间调制映射。本发明能够使星座点间最小欧式距离变大，在使系统在引入极小的反馈量和增加很小的复杂度的情况下，使系统的BER性能得到显著的提高。

针对船舶、机器人、航空、航天等装备制造业对齿轮传动精度、效率、功率密度和环境 适应性及安装空间的特殊要求，结合传动机械学科前沿，开展空间变厚齿轮传动啮合理论、 设计方法和高效精密加工技术研究，取得了如下创新性成果： 1）提出了基于公共节圆锥共辄啮合理论和空间变厚齿传动设计方法，实现了啮合区域 可控，大大提高了空间变厚齿轮传动承载能力和精度；开发了平行轴、相交轴、交错轴空间 变厚齿轮传动线接触控制设计分析软件。（a）基于公共齿条线啮合模型（b）平行轴节圆锥（c）相交轴节圆锥 （d）交错轴节圆锥图1公共节圆锥共辗啮合理论2）提出基于误差与承载变形耦合的变厚齿轮传动啮合性能控制、利用普通齿轮加工机图2空间变厚齿轮传动啮合特性分析 3)   提出了考虑空间变厚齿轮几何运动学、误差和轮齿弹性变形全周期多点啮合时变接 触动力分析、变厚齿轮传动与结构耦合系统动力学分析方法，实现了变工况、变载荷、多误 差耦合的空间变厚齿轮传动系统动态特性预估与振动噪声抑制。 4)  发明了变厚齿平行定轴和少齿差行星动轴精密传动，通过轴向调隙机构，实现零回 差传动；开发了传动精度、效率高的平行轴变厚齿系列精密传动装置，用于伺服驱动、卫星 定位机构中，传递精度达到国外先进水平，替代了进口。 5)  提出了任意夹角空间变厚齿轮传动，开发了系列小夹角船用齿轮传动装置，通过平 面相交和空间交错变厚齿抡传动实现倒车和顺车功能，满足了机舱狭小安装空间需求，减少 船体吃水深度，降低行驶阻力，打破了德国ZF和美国TwinDisc垄断，填补国内空白，产 品性能达到国外先进水平，实现批量出口。 本研究成果打破了西方发达国家对我国空间变厚齿传动领域重要装备及 关键技术的垄断和封锁，满足特定使用工况、特殊空间安装方式及高精度、小 体积、长寿命、高可靠性齿轮传动的需求，促进了科学发展、技术进步和经济增 长，具有很好的市场推广应用前景，有望成为高性能传动产业新的经济增长点。

本实用新型属于机械工程密封技术领域，特别适用于旋转轴的磁性液体密封。 本实用新型所要解决的技术问题是，现有的真空应用领域如：各种真空泵、镀膜机等因受空间尺寸限制而未能采用磁性液体密封，为此，提供一种减小径向空间尺寸的磁性液体密封装置。 本实用新型的技术方案：在密封装置两轴承之间的旋转轴的相应位置上镀导磁层，使得空间尺寸变小，从而能够采用磁性液体密封，达到很好的密封效果要求。 减小径向空间尺寸的磁性液体密封装置包括：套、轴承、导磁膜、橡胶密封圈、极 靴、永磁铁、磁性液体、螺钉、调节垫片、法兰盘、轴。在两轴承之间的非磁性轴的相应位置表面上，加工一个深度为 0.1~0.2 mm 的凹槽，在凹槽处镀一层厚度和深度相同的镍或钴材料的导磁膜。安装时先将橡胶密封圈嵌入极靴中，然后依次将轴承、嵌完橡胶密封圈的极靴、永磁铁、另一个嵌完橡胶密封圈的极靴、另一个轴承安装到套的内凸台右侧，然后装上调节垫片和法兰盘，用螺钉固定，将以上零件压紧，将磁性液体注入极靴的极齿之间，最后装上镀有导磁膜的轴。磁性液体在磁场的作用下吸附在极靴的极齿间隙中，形成可靠密封。 本实用新型的有益效果是，采用减小径向空间尺寸的磁性液体密封装置，不仅具有空间尺寸变小，密封效果不变的优点，而且装配方法简单。 该密封装置的径向空间尺寸比采用导磁的轴套结构减小 4 mm，而密封能力不变。上述密封装置同样适用于正压密封。