本文關(guān)鍵詞：高速電主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與動(dòng)靜態(tài)性能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 高速加工是一種現(xiàn)代制造技術(shù),它通過大幅度提高切削速度來提高生產(chǎn)率、加工精度、加工質(zhì)量,從而降低成本。在現(xiàn)代制造技術(shù)中,高速切削技術(shù)已成為一個(gè)不可阻擋的發(fā)展潮流。高速機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速切削的首要條件,而高速電主軸是高速機(jī)床的核心部件。因而分析高速電主軸單元的動(dòng)靜態(tài)特性進(jìn)行和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對提高高速機(jī)床性能有十分重要意義。 本文以高速、大功率的加工中心電主軸為研究目標(biāo),從提高主軸系統(tǒng)性能入手,對電主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析等幾個(gè)方面進(jìn)行研究。首先,基于對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵性技術(shù)(如軸承選型、動(dòng)平衡設(shè)計(jì)、幾何精度設(shè)計(jì)、主軸單元結(jié)構(gòu)參數(shù)靜態(tài)估算等)的研究,完成了電主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì);分析了高速電主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對設(shè)計(jì)電主軸兩個(gè)重要參數(shù)(即跨距和轉(zhuǎn)軸與電機(jī)的配合量)進(jìn)行了分析和優(yōu)化。其次,對電主軸進(jìn)行靜態(tài)有限元建模,經(jīng)ANSYS計(jì)算,得出了電主軸的靜剛度,同時(shí)分析了軸承預(yù)緊力對電主軸靜剛度的影響;通過對角接觸球軸承進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模和力學(xué)特性分析,得出了軸承靜剛度的簡易計(jì)算方法,并研究了預(yù)緊力對陶瓷軸承接觸角、剛度的影響。最后,對高速電主軸進(jìn)行二維靜態(tài)和三維動(dòng)態(tài)有限元建模,經(jīng)ANSYS計(jì)算,得出了電主軸的靜剛度以及電主軸的模態(tài)和諧響應(yīng)特性;研究了電主軸的固有頻率、振型和臨界轉(zhuǎn)速;對高轉(zhuǎn)速下,主軸在前端、后端、軸承所在的四個(gè)位置以及主軸轉(zhuǎn)子中部位置所發(fā)生的最大動(dòng)態(tài)位移進(jìn)行了分析計(jì)算,從而驗(yàn)證了主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
【關(guān)鍵詞】：高速加工 有限元分析 電主軸 動(dòng)靜態(tài)特性
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的意義10-11
• 1.2 高速電主軸技術(shù)及現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國內(nèi)電主軸技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國外電主軸技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀12-14
• 1.3 高速電主軸動(dòng)靜態(tài)特性研究概述14-15
• 1.4 課題的提出15-16
• 1.4.1 課題來源15
• 1.4.2 課題主要技術(shù)指標(biāo)15
• 1.4.3 本課題主要內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)方法15-16
• 第二章 高速電主軸的系統(tǒng)設(shè)計(jì)16-30
• 2.1 高速電主軸動(dòng)靜態(tài)特性要求16-17
• 2.1.1 主軸靜態(tài)特性要求16
• 2.1.2 主軸動(dòng)態(tài)特性要求16-17
• 2.2 主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)17-22
• 2.2.1 主軸電機(jī)19-20
• 2.2.2 主軸軸承20-21
• 2.2.3 主軸軸承潤滑系統(tǒng)21-22
• 2.2.4 冷卻系統(tǒng)22
• 2.3 主軸主要參數(shù)設(shè)計(jì)22-30
• 2.3.1 高速電主軸跨距設(shè)計(jì)23-27
• 2.3.2 過盈配合量設(shè)計(jì)與分析27-30
• 第三章 高速電主軸靜態(tài)特性分析30-43
• 3.1 軸承分析與剛度計(jì)算30-35
• 3.1.1 軸承受力分析31-34
• 3.1.2 軸承的剛度計(jì)算34-35
• 3.2 使用ANSYS建模35-39
• 3.2.1 ANSYS分析步驟35-36
• 3.2.2 構(gòu)建幾何模型36-37
• 3.2.3 選擇單元類型及劃分網(wǎng)格37-39
• 3.3 電主軸剛度計(jì)算39-41
• 3.3.1 典型工藝參數(shù)下電主軸所受切削力的計(jì)算39-40
• 3.3.2 電主軸靜剛度計(jì)算40-41
• 3.4 軸承預(yù)緊力對主軸靜剛度的影響41-43
• 第四章 高速電主軸動(dòng)態(tài)特性分析43-56
• 4.1 電主軸的動(dòng)力學(xué)分析43
• 4.2 電主軸的模態(tài)分析43-56
• 4.2.1 固有頻率與振型44-49
• 4.2.2 臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算49-50
• 4.2.3 軸承預(yù)緊力對電主軸固有頻率的影響50-51
• 4.2.4 高速電主軸的有限元諧響應(yīng)分析51-56
• 第五章 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙月娥;;高速電主軸動(dòng)態(tài)特性的有限元分析與振動(dòng)測試[J];機(jī)械制造;2012年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉宏琴;一種帶有自動(dòng)平衡頭的電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特性分析[D];中北大學(xué);2010年

2 劉玉;高速機(jī)床主軸單元的動(dòng)態(tài)特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];青海大學(xué);2012年

3 孔培培;基于公理設(shè)計(jì)的數(shù)控微磨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真[D];沈陽理工大學(xué);2012年

4 李曉飛;零傳動(dòng)滾齒機(jī)滾刀主軸系統(tǒng)抗振性優(yōu)化[D];重慶理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：高速電主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與動(dòng)靜態(tài)性能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：307082