国内外研究现状：

空间包络成形装备是目前国内外首次提出的一个新型概念，首先提出空间包络成形装备建立在原有的辗环机基础上，对于轴向辗环机内部加装变速系统，通过改变轴向辗环机的锥辊的运动轨迹，从而实现空间内的包络成形。

径-轴向辗环机作为空间包络成形装备的基础，是通过对热态环件同时施加径向和轴向轧制力，使环件产生连续的局部塑性变形，从而扩大环件直径、减小环件壁厚、实现环件截面轮廓成形的塑性加工设备^[1]。

而辗环机的研究首先是由国外提出的，火车轮箍生产方面首先采用了轧环技术，在1842年英国建造了轮箍轧机，紧接着俄国也将这一技术应用于火车轮箍方面的生产。在此之后，轧环技术被广泛应用于各大工业领域。随着环件的广泛应用，德国的瓦格纳工厂也首先制造出了辗环机，在1985年，瓦格纳工厂投放到市场的辗环机已经具备有自动上料、卸料的功能了。目前，瓦格纳工厂的多种型号辗环机已经远销世界各国^[2-4]。在1991年日本株式会社小岛公所也生产出了径-轴向辗环机，目前制造出的辗环机有多种型号，全部采用交流电机，且采用上下锥辊强制制动方式^[5-6]。而我国在研究辗环机方面，是从1950年开始的，首先在上海建立了生产轴承的生产线，直到目前为止，我国研制的辗环机已经成为环件的主流设备，能够轧制各种尺寸的环件^[7-8]。济南铸锻所研制了国内第一台大型数控径-轴向辗环机，轧制精度已经达到世界先进水平。2006 年 9 月西安重型机械研究所研制出了国内最大轧制铝质环件的数控径-轴向辗环机，轧制的铝质环件外径最大达到5m，此型辗环机的主轧辊传动和锥辊传动均采用直流电机，它能成功轧制出我国航天工业需求的大型铝合金环件^[9-10]。

对于环件轧制的研究是首先开始于1968年英国学者W.Johnson，随后国内外的学者也针对环件轧制进行了一系列的实验研究和理论研究^[11-14]。在2002年，J.S.Gunasekera等教授研制出了美国第一台实验用径向辗环机，利用该实验装置成功进行了多种结构的环件轧制实验^[14]。在2000年前后，华林等学者结合国内大型环件轧制的生产情况，分析了环件径轴向轧制的原理与现阶段的应用现状，通过对不同尺寸的环件轧制过程进行研究，分析了设备的在实际生产中所面对的问题^[15]。同时随着有限元的发展，国内也有许多名学者通过有限元技术对于辗环机的结构做了大量分析，利用ANSYSY和ABAQUS软件对机架进行受力研究与动态仿真,对设备的性能和结构进一步得到有效数据支撑的分析^[16-17]。

目的：

本次毕业设计目的是掌握空间包络成形装备驱动系统工作原理，同时通过掌握的工作原理来进行建立空间包络成形装备驱动系统三维几何模型。利用有限元技术对空间包络成形装备驱动系统进行静态的接触分析，获得整体及各部件应力变形分布云图，进行刚度和强度的计算与分析，同时根据结果对机架进行优化。最后通过软件对空间包络成形装备驱动系统进行运动学分析。

随着各工业领域的飞速发展,大型环件在我国众多工业行业的应用也越来越广泛,包括铁路运输行业，航天航空领域等工业领域。而随着科技的不断发展，各个领域对于生产的环件的要求不仅仅局限于尺寸，同时也提出了对复杂结构的环件的生产需要。

空间包络成形装备这一新型概念的提出正好切合了当前实际生产的迫切需要。空间包络成形装备是建立在现有的径轴向轧环机的基础上，通过在轴向轧环机中加装变速系统，通过锥辊来实现空间包络成形，即不平表面的加工。通过这样的装备，在实际生产中就能较大程度上实现节省加工时间以及节省加工材料的浪费，从而生产出具有特殊结构的环件。

本次毕业设计所涉及的空间包络成形装备驱动系统，通过建立驱动系统的模型能够帮助我们进一步了解空间包络成形装备的工作原理和进行动力学分析。而采用有限元技术，我们也能进一步分析与计算空间包络成形装备的结构强度和刚度，这是十分重要的。同时我们通过有限元分析的结果，也能实现结构上的优化，从而对成形装备本身进行完善。