滾動支承回轉進給系統(tǒng)是數(shù)控機床中實現(xiàn)回轉進給運動的關鍵功能部件,其靜動熱特性對數(shù)控機床的加工精度具有重要影響。因此,建立滾動支承回轉進給系統(tǒng)特性分析預測模型對提升其設計性能具有重要意義。本文基于結合面特性參數(shù)對滾動支承回轉進給系統(tǒng)的靜動熱特性進行了分析,并開發(fā)了相應的靜動熱特性分析系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于赫茲線接觸理論對滾動回轉導軌結合部進行靜力學分析得到導軌結合部剛度,給出了基于彈性單元等效的分析方法;基于實驗獲取的結合面基礎特性參數(shù)建立了回轉進給系統(tǒng)中螺栓結合部的理論分析模型,得到螺栓結合部的靜剛度,給出了虛擬材料等效的分析方法:開展了固定結合面的接觸熱阻特性研究,給出了基于結合面熱阻的計算模型。(2)建立了滾動支承回轉進給系統(tǒng)靜動熱特性分析系統(tǒng)的總體設計框架,基于ANSYS的二次開發(fā)技術,通過APDL語言編寫回轉進給系統(tǒng)的靜動熱特性分析宏文件,采用面向對象的C#編程語言對ANSYS宏文件進行封裝調(diào)用,建立回轉進給系統(tǒng)靜動熱特性分析軟件界面與ANSYS之間的數(shù)據(jù)通訊,實現(xiàn)所開發(fā)的軟件界面與ANSYS的無縫集成;設計了用戶登錄、靜特性分析、動特性分析及熱特性分析模塊,實現(xiàn)了回轉進給系統(tǒng)有限元自動建模與分析。(3)以某廠VTM200F5車銑復合中心的滾動支承回轉進給系統(tǒng)為例,應用開發(fā)的滾動支承回轉進給系統(tǒng)的靜動熱特性分析系統(tǒng)對其進行靜動熱特性分析。采用ANSYS中Matrix27彈簧單元對其回轉導軌結合部進行等效,采用各向同性虛擬材料對其螺栓結合部進行等效,完成回轉進給系統(tǒng)的應力應變和模態(tài)分析;采用ANSYS中的接觸對單元添加接觸熱阻值對其進行熱特性分析,給出了熱源及熱邊界條件計算公式,完成穩(wěn)態(tài)、熱結構耦合分析。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG659
【部分圖文】：

滾動回轉導軌結構圖

圖 2-2 單個圓柱滾子接觸示意圖-2 Schematic of contact between cylindrical roller a個物體接觸由之前的線接觸變?yōu)榫匦谓佑|區(qū)內(nèi)接觸應力為橢圓分布，得到接觸區(qū)域

w滾子直徑，wrk D/d，rd 為滾道直徑。轉導軌接觸靜特性解析軌在未受到外載荷的情況下，其內(nèi)外圈幾何中心重合，以回轉導為坐標原點，建立如圖 2-3 的坐標系。
【參考文獻】

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本文編號：2866417