本文關(guān)鍵詞：高速電主軸熱態(tài)特性的有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 高速加工能大大地提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，是一項(xiàng)非常有前景的先進(jìn)制造技術(shù)。高速機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速加工的首要條件。高速電主軸技術(shù)在高速機(jī)床在研究和發(fā)展中有重要的意義。與傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式相比，高速電主軸使用內(nèi)裝式電機(jī)，取消了諸如齒輪、皮帶等中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。迄今為止，人們對(duì)高速電主軸的熱態(tài)特性仍缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，因而極大地限制了高速電主軸的有效應(yīng)用。高速電主軸在高速下會(huì)因熱的原因而在瞬間出現(xiàn)故障，甚至連警報(bào)信號(hào)都來(lái)不及發(fā)出。由于內(nèi)裝式電機(jī)的損耗發(fā)熱和軸承的摩擦發(fā)熱，使得高速電主軸的發(fā)熱量很大，由此產(chǎn)生的熱變形大大地降低了高速機(jī)床的加工精度。因此必須對(duì)高速電主軸的熱態(tài)特性進(jìn)行分析，以減少電主軸的溫升和熱變形。本文首先計(jì)算了高速電主軸中內(nèi)裝式電機(jī)的損耗發(fā)熱和軸承的摩擦發(fā)熱，并對(duì)油—水熱交換冷卻系統(tǒng)和油—?dú)鉂?rùn)滑系統(tǒng)的散熱特性進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上建立了高速電主軸熱態(tài)特性的有限元模型，用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析，最后提出了改進(jìn)高速電主軸熱態(tài)特性的主要措施。
【關(guān)鍵詞】：高速電主軸 熱態(tài)特性 有限元法 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類(lèi)號(hào)】：TG502
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 目錄5-8
• CONTENTS8-11
• 第一章 緒論11-18
• 1．1 本研究課題的學(xué)術(shù)背景及基本理論11-14
• 1．2 國(guó)內(nèi)外高速電主軸的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1．3 本課題的來(lái)源與主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 1．3．1 課題的來(lái)源16
• 1．3．2 課題研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 高速電主軸的結(jié)構(gòu)與熱態(tài)特性18-28
• 2．1 高速電主軸的結(jié)構(gòu)18-22
• 2．1．1 主軸電機(jī)18-20
• 2．1．2 主軸軸承20-21
• 2．1．3 主軸軸承的油—?dú)鉂?rùn)滑系統(tǒng)21-22
• 2．1．4 電機(jī)定子油—水熱交換冷卻系統(tǒng)22
• 2．2 高速電主軸的熱態(tài)特性22-28
• 2．2．1 主軸的熱變形機(jī)理22-24
• 2．2．2 高速電主軸的熱源24-25
• 2．2．3 高速電主軸的散熱分析25-26
• 2．2．4 高速電主軸工況對(duì)溫升的影響26-28
• 第三章 高速電主軸熱源的發(fā)熱計(jì)算28-46
• 3．1 電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的發(fā)熱計(jì)算28-30
• 3．1．1 機(jī)械損耗28-29
• 3．1．2 電損耗29
• 3．1．3 磁損耗29-30
• 3．2 混合陶瓷球軸承的發(fā)熱30-46
• 3．2．1 滾動(dòng)軸承摩擦力矩的產(chǎn)生機(jī)理30-33
• 3．2．2 軸承內(nèi)部發(fā)熱計(jì)算33-34
• 3．2．3 高速角接觸球軸承的受力分析及接觸負(fù)荷的計(jì)算34-40
• 3．2．4 球的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算40-41
• 3．2．5 軸承預(yù)緊方式對(duì)軸承發(fā)熱的影響41
• 3．2．6 軸承發(fā)熱的實(shí)例計(jì)算與結(jié)果分析41-46
• 第四章 高速電主軸的傳熱機(jī)制46-54
• 4．1 軸承的傳熱46-50
• 4．1．1 軸承與空氣的對(duì)流換熱47-49
• 4．1．2 滾珠和滾道間的導(dǎo)熱49-50
• 4．2 電機(jī)定子和冷卻油間的對(duì)流換熱50-52
• 4．3 電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子之間的換熱52-53
• 4．3．1 定、轉(zhuǎn)子間氣隙的對(duì)流換熱52
• 4．3．2 定、轉(zhuǎn)子間的輻射換熱52-53
• 4．3．3 轉(zhuǎn)子端部的傳熱53
• 4．4 電主軸與周?chē)諝獾膿Q熱53-54
• 第五章 高速電主軸熱態(tài)特性的有限元分析54-73
• 5．1 ANSYS在傳熱學(xué)中的應(yīng)用54-56
• 5．1．1 ANSYS熱分析的基本原理54-55
• 5．1．2 ANSYS熱分析的基本步驟55-56
• 5．2 高速電主軸有限元分析模型56-59
• 5．2．1 幾何模型的構(gòu)建56
• 5．2．2 單元類(lèi)型的選擇與網(wǎng)格劃分56-59
• 5．3 高速電主軸熱載荷的計(jì)算59-60
• 5．3．1 電機(jī)的生熱率59
• 5．3．2 軸承的生熱率59-60
• 5．4 高速電主軸邊界條件的確定60-65
• 5．4．1 電主軸內(nèi)部傳熱系數(shù)60-62
• 5．4．2 電主軸外表面與周?chē)h(huán)境的對(duì)流換熱系數(shù)62-63
• 5．4．3 電主軸前、后密封環(huán)的對(duì)流換熱系數(shù)63-64
• 5．4．4 電主軸冷卻套與循環(huán)冷卻油之間的對(duì)流傳熱64-65
• 5．5 高速電主軸的穩(wěn)態(tài)熱分析65-69
• 5．6 降低高速電主軸溫升、改善溫度場(chǎng)分布的主要措施69-72
• 5．7 高速電主軸溫度場(chǎng)試驗(yàn)方案的擬定72-73
• 總結(jié)73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文79-80
• 致謝80

【引證文獻(xiàn)】

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9 張靜;基于高速車(chē)銑復(fù)合加工中心電主軸系統(tǒng)研究[D];蘭州理工大學(xué);2006年

10 魯遠(yuǎn)棟;數(shù)控機(jī)床熱誤差檢測(cè)及補(bǔ)償技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：高速電主軸熱態(tài)特性的有限元分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：379854