發(fā)布時(shí)間：2017-09-14 11:44

  本文關(guān)鍵詞：基于DCG的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給裝置及其動(dòng)態(tài)性能研究

  更多相關(guān)文章： 進(jìn)給裝置 重心驅(qū)動(dòng) 有限元 運(yùn)動(dòng)仿真 動(dòng)態(tài)測(cè)試

【摘要】：高速機(jī)床不僅需要高的主軸轉(zhuǎn)速,還需要高的進(jìn)給速度,才能顯著的提高加工效率。高速進(jìn)給裝置作為高速數(shù)控機(jī)床的重要組成部分,其動(dòng)態(tài)特性對(duì)機(jī)床的效率、加工精度和穩(wěn)定性具有重要影響。本文根據(jù)重心驅(qū)動(dòng)原理,對(duì)DVG850高速加工中心的十字滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),先后采用了有限元法、虛擬樣機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)試三種方法對(duì)單滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)進(jìn)給裝置(單驅(qū))、雙滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)進(jìn)給裝置(雙驅(qū))進(jìn)行了對(duì)比研究。主要內(nèi)容如下:(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程建立了重心驅(qū)動(dòng)(DCG)進(jìn)給裝置工作臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型,從而求得模型響應(yīng)的表達(dá)式。由表達(dá)式分析了進(jìn)給裝置驅(qū)動(dòng)力作用位置與工作臺(tái)振動(dòng)變形間的關(guān)系;(2)根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo),為設(shè)計(jì)模型選擇了驅(qū)動(dòng)部件的型號(hào),并利用三維設(shè)計(jì)軟件Pro/E進(jìn)行了相關(guān)建模。進(jìn)而,完成了基于重心驅(qū)動(dòng)原理改進(jìn)進(jìn)給裝置后的數(shù)控機(jī)床三維模型。對(duì)雙驅(qū)驅(qū)動(dòng)的滑臺(tái)(X滑臺(tái))進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,進(jìn)一步提升進(jìn)給裝置的動(dòng)態(tài)性能;(3)利用ANSYS/Workbench軟件對(duì)簡(jiǎn)化后的單驅(qū)、雙驅(qū)進(jìn)給裝置模型進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。求得模型的理論模態(tài)和正弦干擾力作用下的工作臺(tái)表面某點(diǎn)的幅值響應(yīng),獲得了不同設(shè)計(jì)參數(shù)條件下的振動(dòng)特性;(4)根據(jù)多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論,利用ADAMS和ANSYS建立了進(jìn)給裝置的多剛體和剛?cè)狁詈线\(yùn)動(dòng)仿真分析模型。分別完成了單驅(qū)模型和雙驅(qū)模型的運(yùn)動(dòng)仿真分析。獲得了相同運(yùn)動(dòng)規(guī)律條件下,兩者的驅(qū)動(dòng)力矩變化規(guī)律和進(jìn)給裝置中工作臺(tái)的振動(dòng)情況。(5)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)B(tài)原理,利用單點(diǎn)拾振法(MISO)進(jìn)行了錘擊測(cè)振模態(tài)試驗(yàn)。在驅(qū)試驗(yàn)平臺(tái)上,分別測(cè)試了單驅(qū)、雙驅(qū)工作臺(tái)的低階頻率及其對(duì)應(yīng)的振型。利用單向加速度傳感器測(cè)試了高速運(yùn)動(dòng)情況下,與進(jìn)給裝置運(yùn)動(dòng)方向垂直方向上的振動(dòng)。印證了有限元模態(tài)分析和ADAMS運(yùn)動(dòng)仿真分析結(jié)果中的變化規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：進(jìn)給裝置 重心驅(qū)動(dòng) 有限元 運(yùn)動(dòng)仿真 動(dòng)態(tài)測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究概況11-14
• 1.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)11-13
• 1.2.2 動(dòng)態(tài)特性研究?jī)?nèi)容和方法13-14
• 1.3 研究技術(shù)方案14-16
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 2 重心驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型及有限元分析基礎(chǔ)18-26
• 2.1 重心驅(qū)動(dòng)理論的提出18-20
• 2.2 重心驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型20-22
• 2.3 有限元分析基礎(chǔ)22-24
• 2.3.1 連續(xù)體離散化22
• 2.3.2 動(dòng)力學(xué)問(wèn)題單元分析22-24
• 2.3.3 整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)有限元運(yùn)動(dòng)方程24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 3 基于DCG的數(shù)控機(jī)床模型設(shè)計(jì)及優(yōu)化26-38
• 3.1 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算26-30
• 3.1.1 滾珠絲杠幅的選型26-29
• 3.1.2 伺服電機(jī)的選型29-30
• 3.2 建立數(shù)控機(jī)床的Pro/e模型30-31
• 3.3 X軸滑臺(tái)的優(yōu)化31-37
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型31-33
• 3.3.2 利用ANSYS/Workbench結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過(guò)程33
• 3.3.3 X軸滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析33-37
• 3.4 建立進(jìn)給裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)三維分析模型37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 4 基于ANSYS的進(jìn)給裝置有限元分析38-52
• 4.1 ANSYS軟件及分析過(guò)程介紹38
• 4.2 確立ANSYS分析模型38-42
• 4.2.1 模型幾何尺寸參數(shù)確定39-40
• 4.2.2 模型物理參數(shù)確定40
• 4.2.3 模型零件結(jié)合部參數(shù)確定40-42
• 4.3 基于ANSYS/Workbench的進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析42-50
• 4.3.1 分析模型的建立42-44
• 4.3.2 模型的模態(tài)分析44-48
• 4.3.3 模型的諧響應(yīng)分析48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 5 基于ADAMS的進(jìn)給裝置動(dòng)力學(xué)分析52-62
• 5.1 多體動(dòng)力學(xué)分析和ADAMS概述52
• 5.2 利用ADAMS多體動(dòng)力學(xué)分析方法52-55
• 5.2.1 多剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)分析原理52-54
• 5.2.2 多柔體運(yùn)動(dòng)學(xué)分析54-55
• 5.3 基于ADAMS多體動(dòng)力學(xué)仿真分析模型55
• 5.4 進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真分析55-61
• 5.4.1 進(jìn)給系統(tǒng)多剛體模型的模型運(yùn)動(dòng)仿真分析55-58
• 5.4.2 進(jìn)給系統(tǒng)的剛?cè)狁詈线\(yùn)動(dòng)仿真分析58-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 6 進(jìn)給系統(tǒng)試驗(yàn)分析62-80
• 6.1 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的概述62
• 6.2 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論62-66
• 6.2.1 坐標(biāo)變換62-63
• 6.2.2 頻響函數(shù)63-65
• 6.2.3 頻響函數(shù)與模態(tài)參數(shù)關(guān)系65-66
• 6.3 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)66-69
• 6.3.1 激振系統(tǒng)66-68
• 6.3.2 測(cè)量系統(tǒng)68
• 6.3.3 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)68-69
• 6.4 進(jìn)給裝置工作臺(tái)試驗(yàn)測(cè)試69-78
• 6.4.1 模態(tài)試驗(yàn)69-75
• 6.4.2 測(cè)振試驗(yàn)75-78
• 6.5 本章小結(jié)78-80
• 7 總結(jié)與展望80-82
• 7.1 全文總結(jié)80-81
• 7.2 展望81-82
• 致謝82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄88-89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 秦杰;周福庚;;不同約束條件下的變速器箱體振動(dòng)模態(tài)試驗(yàn)分析[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年S1期

2 葉獻(xiàn)彬;張東升;馮斌;;基于ADAMS與MATLAB的數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合仿真[J];機(jī)床與液壓;2013年15期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周勇;高速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析及其運(yùn)動(dòng)控制研究[D];華中科技大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：849836