零传动是数控滚齿机的重要发展趋势之一,它不仅可以大幅度提高机床的加工精度和加工速度,完全解决机械传动链中存在的磨损问题,长期保持机床的精度,还可以极大地简化机床的机械结构,提高机床的动静刚度,有利于实现可重构机床的设计和制造。从机械结构的角度上,零传动技术的引入不但为滚刀/工件主轴的结构、性能带来巨大变革,也极大地影响了支承部件的结构设计和静动态特性。本论文以零传动数控滚齿机支承部件为研究对象,分析了零传动滚齿机支承部件设计的关键因素,完成了支承部件的总体设计,并在机械动态设计和多目标优化的原理基础上,对支承部件的结构、静态特性及振动特性进行了优化设计和深入研究。全文主要内容可概括如下:①介绍了滚齿原理和零传动滚齿机,综述了零传动滚齿机的研究发展现状,阐述了课题的研究意义及本文的主要研究内容。②探讨了零传动滚齿机支承部件动态优化设计的必要性,并在机械动态设计理论的基础上,结合多目标优化原理,论述了支承部件动态优化设计的主要内容。③研究了适合零传动加工的滚齿机支承部件总体设计方案,并深入探讨了支承部件总体设计技术:布局设计技术、运动参数设计技术和动力参数设计技术。④研究了零传动滚齿机箱体设计的关键因素,分析了立柱箱体壁厚参数和筋板布局型式对支承件静、动态特性的影响,并利用机械动态设计优化技术,提出了立柱箱体的相关优化方案。⑤阐述了零传动滚齿机中蜗轮轴的设计原理和优化意义,并在机械动态设计理论的基础上,以蜗轮轴支承跨距、轴径、孔径等特征为优化因变量,实现了蜗轮轴静、动态特性的多目标优化,提出了蜗轮轴结构优化方案。⑥详细分析了零传动滚齿机支承部件关键子零件的静、动态特性,深入研究了各子零件的最大静力变形区及弯曲/扭转刚度的分布情况,其分析结果不但为零传动滚齿机中相关子零件结构优化设计提供了必要的依据,而且为研究同类零部件提供必要的理论依据和数据资料。最后,总结了本文的研究工作,并提出了进一步研究方向。