本文關(guān)鍵詞：基于有限元法螺旋錐齒輪銑齒機(jī)結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 螺旋錐齒輪銑齒機(jī) 動靜態(tài)特性 靜力分析 模態(tài)測試

【摘要】：螺旋錐齒輪銑齒機(jī)作為一種廣泛應(yīng)用的專用加工機(jī)床，要求其機(jī)床本體具有良好的動靜態(tài)特性以保障加工精度和效率。對螺旋錐齒輪的精度和加工效率的提高，要求設(shè)計(jì)中充分利用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)和測試手段來提高其動靜態(tài)特性，以滿足螺旋錐齒輪銑齒機(jī)進(jìn)行高精度、高效率加工的要求。本文以某型螺旋錐齒輪銑齒機(jī)為例，來分析如何利用以有限元方法為基礎(chǔ)的CAE手段和以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的振動測試手段來進(jìn)行數(shù)控螺旋錐齒輪銑齒機(jī)動靜態(tài)特性分析和優(yōu)化。本文的主要工作內(nèi)容有： （1）基于CAD軟件Solidworks和有限元分析軟件ANSYS，建立該型螺旋錐齒輪銑齒機(jī)的CAE分析模型；以此模型為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行靜力和模態(tài)分析。根據(jù)模態(tài)分析所獲得各階振型,從整體上分析主要零部件的改進(jìn)方向；根據(jù)有限元分析所得數(shù)據(jù)確定筋板布局及筋板厚度改變對于零件固有頻率的影響的靈敏度；分析筋板厚度的與零件的靜剛度之間的靈敏度關(guān)系。 （2）基于CAD軟件Solidworks和有限分析軟件ANSYS，，建立機(jī)床的整機(jī)分析的有限元模型，并進(jìn)行了靜力分析和模態(tài)分析。獲得了機(jī)床在各方向的變形量及前六階振型，確定螺旋錐齒輪銑齒機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)；分析整機(jī)中床身、立柱的筋板厚度對于機(jī)床整機(jī)動靜態(tài)特性的影響的靈敏度。 （3）利用振動測試手段，可以獲得螺旋錐齒輪銑齒機(jī)整機(jī)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)；該實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)包含了結(jié)合面的影響比有限元分析方法所獲得的結(jié)果更加準(zhǔn)確。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元分析結(jié)果的對比，可驗(yàn)證有限元分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；在此之后，可以以現(xiàn)有有限元模型的邊界條件基礎(chǔ)，對螺旋錐齒輪銑齒機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文所針對的對象為專用加工機(jī)床螺旋錐齒輪銑齒機(jī)，但主機(jī)的動靜態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中的普遍問題，因此，文中所獲得結(jié)論及分析方法也適用于其它類型數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：螺旋錐齒輪銑齒機(jī) 動靜態(tài)特性 靜力分析 模態(tài)測試
【學(xué)位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG611
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 機(jī)床動靜態(tài)特性優(yōu)化設(shè)計(jì)8-13
• 1.1.1 有限元分析方法發(fā)展現(xiàn)狀及其在機(jī)床設(shè)計(jì)中的應(yīng)用8-10
• 1.1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論及其在機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用10-11
• 1.1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論11
• 1.1.4 國內(nèi)外機(jī)床設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2 螺旋錐齒輪銑齒機(jī)機(jī)床特點(diǎn)及其發(fā)展概況13-15
• 1.3 課題研究意義及內(nèi)容15-17
• 1.3.1 課題研究的意義15
• 1.3.2 課題研究內(nèi)容15-17
• 第2章 機(jī)床動靜態(tài)分析有限元理論及實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論17-29
• 2.1 螺旋錐齒輪銑齒機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)簡介18
• 2.2 主機(jī)動靜態(tài)特性分析18-24
• 2.2.1 機(jī)床動力學(xué)性能要求19
• 2.2.2 靜力學(xué)分析19
• 2.2.3 模態(tài)分析19-22
• 2.2.4 ANSYS 模態(tài)分析的主要內(nèi)容及優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般步驟22-24
• 2.3 模態(tài)測試技術(shù)24-27
• 2.3.1 模態(tài)測試系統(tǒng)25
• 2.3.2 支撐方式的選擇25-26
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)識別的方法26-27
• 2.4 高精密的生產(chǎn)加工機(jī)床優(yōu)化過程中的基本原則27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 螺旋錐齒輪銑齒機(jī)各部件有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化29-45
• 3.1 床身結(jié)構(gòu)的有限元分析與優(yōu)化29-37
• 3.1.1 原床身結(jié)構(gòu)相應(yīng)的動靜態(tài)有限元分析31-33
• 3.1.2 外壁厚度對床身靜動態(tài)特性的影響33
• 3.1.3 筋板厚度對床身靜動態(tài)性能的影響33-35
• 3.1.4 不同筋板布局對床身結(jié)構(gòu)模態(tài)影響及最優(yōu)方案選擇35-37
• 3.2 立柱結(jié)構(gòu)的有限元分析與優(yōu)化37-44
• 3.2.1 原立柱結(jié)構(gòu)靜動態(tài)分析37-38
• 3.2.2 板厚的變化對于立柱的動靜態(tài)性能的影響情況38-41
• 3.2.3 立柱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 螺旋錐齒輪銑齒機(jī)整機(jī)有限元分析及模態(tài)試驗(yàn)45-60
• 4.1 對機(jī)床整機(jī)模型的有限元分析45-53
• 4.2 機(jī)床實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析53-56
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案54-56
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)的測試系統(tǒng)框圖56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果56-59
• 4.4 有限元模態(tài)分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果對比59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 總結(jié)和展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65
• 申請學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：772347