隨著中國制造業(yè)不斷發(fā)展,高速和高精度機床的需求逐步增長,如何提升機床加工速度與加工精度成為機床發(fā)展中重要課題。雙驅(qū)直線進給系統(tǒng)能夠有效抑制高加減速時的振動,提高系統(tǒng)剛性,延長絲杠軸壽命,顯著提升系統(tǒng)的響應(yīng)能力,逐漸在機床進給系統(tǒng)設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。但相關(guān)數(shù)字化設(shè)計研究相對欠缺,因此設(shè)計并開發(fā)針對雙驅(qū)進給系統(tǒng)的工具集,實現(xiàn)對進給系統(tǒng)快速選型設(shè)計和動靜熱仿真分析,為機床設(shè)計人員提供科學(xué)的設(shè)計分析工具,對提高雙驅(qū)設(shè)計科學(xué)性和效率有重要的意義。本文研究了雙驅(qū)進給系統(tǒng)分析選型設(shè)計和動靜熱仿真典型業(yè)務(wù),總結(jié)設(shè)計分析的方法流程,深入研究了快速選型算法和結(jié)合面建模算法兩個關(guān)鍵技術(shù)。首先針對現(xiàn)有選型設(shè)計系統(tǒng),分析設(shè)計方法和流程中的優(yōu)缺點,結(jié)合雙驅(qū)進給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點,研究了雙驅(qū)直線進給系統(tǒng)關(guān)鍵零部件選型設(shè)計計算方法,設(shè)計出符合數(shù)字化設(shè)計思想的快速選型流程。其次針對結(jié)合面在動靜熱仿真分析中建模困難但對分析結(jié)果精度影響較大的現(xiàn)實情況,總結(jié)了機床中裝配面的常見接觸形式和等效結(jié)合面硬點的布局方式,論證兩個裝配面接觸判定的充要條件,設(shè)計并實現(xiàn)了等效結(jié)合面快速建模的算法,算法能夠快速拾取并定義結(jié)合面,將之應(yīng)用于動靜熱分析過程,較之以往通過人工建立結(jié)合面,提高了分析效率。最終在系統(tǒng)需求分析和功能模塊劃分的基礎(chǔ)上,基于ANSYS語言和C#開發(fā)了雙驅(qū)進給系統(tǒng)快速設(shè)計工具集,工具集具備支持多結(jié)構(gòu)的雙驅(qū)進給系統(tǒng)選型設(shè)計和基于ANSYS的雙驅(qū)靜動熱分析優(yōu)化設(shè)計功能,通過在機床企業(yè)的應(yīng)用驗證,證明了設(shè)計方法和軟件系統(tǒng)的正確性。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG502.1
【部分圖文】：

２．１系統(tǒng)需求分析逡逑２．１．１雙驅(qū)進給系統(tǒng)選型計算需求逡逑雙驅(qū)直線進給系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)如圖２．１所示。雙驅(qū)設(shè)計方案通常見于垂直地面方向的逡逑進給系統(tǒng)，絲杠螺母帶動工作臺和刀頭一起做上下運動，采用液壓缸平衡一部分工作臺逡逑和刀頭質(zhì)量，剩余質(zhì)量的重力都通過絲杠施加在軸承上，相比于水平方向的驅(qū)動系統(tǒng)需逡逑要更大的驅(qū)動力，采用雙驅(qū)動可以顯著提高系統(tǒng)的剛度和響應(yīng)速度。逡逑１＇＾ｎ邐0逡逑ＬＪ邐ＬＪ邋，邋５逡逑２邋Ｏ邐Ｓ／逡逑Ｗ：逡逑／逡逑／ｓ逡逑／逡逑＾Ｍ邐Ｓ￣￣１逡逑Ｂ逡逑￣＞ｒ￣｜邐Ｉ逡逑１．伺服電機；２聯(lián)軸器；３滾珠絲杠；逡逑４軸承；５．導(dǎo)軌；６滑塊；７螺母；８工作臺逡逑圖２．１雙驅(qū)進給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖逡逑電機通過聯(lián)軸器與絲杠軸相連，部分重型機床電機與絲杠軸之間會添加減速機構(gòu)逡逑７逡逑

如何建立簡單快速的接觸判定算法，下面給予推導(dǎo)證明。逡逑４．２．２．１兩有限凸平面接觸的充要條件逡逑若己知平面７Ｔ上的一點ＰｏＯｏＪｏ．Ｚｏ）和該平面的非零法向量ｎ0４，邋Ｓ，邋Ｃ），如圖４．１所示，逡逑現(xiàn)建立平面ｔｔ的方程＃１。逡逑設(shè)Ｐ0，ｙ，ｚ；）是平面上的任意一點，做平面內(nèi)任意向量巧聲，由于巧聲Nｎ，于是有逡逑Ｐ＾Ｐ－ｎ邋＝邋０邐（４．１）逡逑平面７Ｔ上的點Ｐ都滿足上式，而平面７Ｔ外的點Ｐ＇，因＾？與１１都不垂直，故都不滿足上逡逑式。逡逑３７逡逑

＾ｉ＋ｌ＝＜７ａ｜邐＾邋Ｍ邋＾１＂３邐ｌＰｂ逡逑（Ｐｊ＋１邋＝邐」逡逑圖４．２兩面相交算法示意圖逡逑其中步４的具體判斷方法如下：從士出發(fā)，判定，…是否在ｐ；＿＋１ｐ；＿的右側(cè)，如逡逑圖中，１＿３在以＋，的右側(cè)，然后判定Ｐｙ．Ｐｙ－ｉ，…是否在說－３的右側(cè)，圖中Ｐ；．，？；－＃逡逑N希擼ィ擼沉講�，因此１＿藫�(dān)澈停校校榱較叨蝸嘟唬剩瀉停呀喲�。峨s誑占淠諏較叨聞繡義隙銜恢梅椒ㄖ饕辛街鄭梢岳每占湎蛄炕岷嫌沂侄ㄔ虻姆椒ǎ揮忠蛭廡┫叨渭哄義洗τ諭黃矯婺�，可以进袃带碑T浠唬矯婺諳叨撾恢霉叵蹬卸ǚ椒ㄇ蠼�，辶x仙鮮雋街址椒ㄎ馕黽負位�，栽熕矚g嘞曄觥ｅ義希�，宸�(wěn)耍у澹沖危桑哄義稀卞澹裕祝卞義希耍海睿觶椋靛義希歟海矗瓷潁粒義希蟈義�、辶x賢跡矗炒壯し教逋仄私峁故疽饌煎義顯冢粒危櫻伲又惺峭ü丶憷垂鉤杉賢仄斯叵

本文編號：2813516