螺旋桨一直以来都是各类大型舰船的核心零部件之一,其在推动船只前进的过程中起到至关重要的作用。螺旋桨叶片型面主要包括吸水面、压水面、导边与随边等,其对螺旋桨浆叶主型面的弯矩变化与水体压缩与膨胀动作的发生有着重要的影响。螺旋桨型面的抛光打磨工序对提高螺旋桨的推重比有至关重要的影响。而磨削加工一直是快速提升工件表面质量的最终加工手段之一。加工质量,加工环境,工作效率和加工成本是螺旋桨叶片表面精加工的重要影响因素。而普通的手工磨削方式渐渐无法达到工作需求。采用机械手代替手工磨削对螺旋桨叶片进行抛光打磨已成为未来发展的趋势。用机械手代替人工抛光具有加工精度高,质量可靠,机械自动化程度高等优点,而大型重载圆盘类变位机是与机械手配套实现螺旋桨磨削自动化的重要装备。其支撑与回转性能的稳定性严重影响螺旋桨叶片表面抛光质量的好坏。因此对螺旋桨变位机的支撑回转系统的研究具有非常重要的意义。本课题是沈阳远大智能高科技机器人有限公司开发研制的大型船用螺旋桨变位机中所做研究工作的一部分。依据用户提供的技术规格和精度要求,通过现场调试和查阅机械设计手册确定变位机的工艺参数和力能参数。通过Solidworks软件建立变位机的三维模型。根据变位机的结构特点,利用有限元软件ANSYS Workbench对变位机的主要部件进行静力分析和疲劳分析,从而获得零部件的应力、应变、位移云图,疲劳寿命显示云图、安全因子云图、疲劳寿命曲线特点等进而校核变位机主要部件的的刚度、强度、疲劳强度达到验证其结构设计是否合理的目的。同时运用ANSYS Workbench对螺旋桨变位机的关键支撑部件:支撑轴、滑台、底座进行模态分析,得到了各自的固有频率和各阶模态振型,因此在结构设计过程中要特别留意避免载荷及环境频率与关键部件固有频率的过分接近,从而避免共振对加工精度的影响。对变位机而言其回转系统既要求满足回转运机构的平稳回转来实现稳定的启动和停止,加速和减速,又要保证其达到要求的工作位置。因此课题对变位机的输出转矩,转动惯量也进行计算了和判定,又因螺旋桨桨毂与楔形块采用线接触的方式连接,所以也对接触面摩擦力矩进行校核,验证变位机回转系统的运动稳定性。