【摘要】：先進制造技術一詞首次出現(xiàn)是在上世紀80年代初,此后先進制造技術逐步取代機械制造技術。它是將各方面技術交錯集合而成的,并應用于產(chǎn)品生產(chǎn)制造的全過程,先進制造是以產(chǎn)品設計制造為核心、以機電一體化為基礎的一門綜合技術,將信息技術、通訊技術、電子技術等多方面融合到制造技術里面,成為具有一定智能化的自動化制造技術。電主軸技術是先進制造技術的基礎,是高速數(shù)控機床和高速加工中心等精密加工機床的核心部件,對產(chǎn)品的加工效率和零件的加工精度有著顯著的提高。精密機床主軸的工作轉速都很高,接近于系統(tǒng)的臨界轉速,此時對系統(tǒng)的支承軸承要求也比較高,軸承的極限轉速設計要符合電主軸的性能要求。高轉速下的角接觸軸承和轉子系統(tǒng)的動態(tài)性能對機床電主軸的加工性能影響非常大,從而提出了分析高速電主軸軸承-轉子系統(tǒng)的動態(tài)性能的要求,對系統(tǒng)的固有頻率進行分析,并研究臨界轉速和不平衡響應的影響因素,以便優(yōu)化電主軸結構設計,提高電主軸的性能。本文的研究對象是高速電主軸滾珠軸承-轉子系統(tǒng),運用有限元法劃分主軸轉子單元,通過數(shù)學建模、MATLAB程序編寫、數(shù)值分析、動態(tài)分析等方法進行研究,并且運用轉換變量和改變編程思維降低求解難度、提高求解速度,分析了高速角接觸球軸承的內部動力學性能和系統(tǒng)動態(tài)性能。本文針對角接觸球軸承的基本結構特點以及工作原理和高速電主軸球軸承的幾何變形建立Hertz接觸數(shù)學分析模型,完成軸承在靜載荷作用下或者低速狀態(tài)下的力學性能分析。在靜力分析得出的初始數(shù)據(jù)的基礎上,通過高速狀態(tài)下的內部動力學分析得出高速狀態(tài)下軸承內部動力學性能參數(shù)值并繪制圖形進行分析,分析結果表明,軸承的內部動力學狀態(tài)影響是不可忽略的,關系著系統(tǒng)的固有頻率、臨界轉速和不平衡響應的變化。最后對系統(tǒng)的性能進行分析,結果表明,預載荷對系統(tǒng)的固有頻率、臨界轉速、軸端不平衡響應等影響較大,一定程度預載荷的增加有利于系統(tǒng)的動態(tài)性能的提升。適當減小軸端零件的質量和轉子外伸長度,有利于系統(tǒng)動態(tài)性能的提高,轉子的支承跨距對系統(tǒng)性能的影響出現(xiàn)了一個峰值,可以考慮選取附近的值作為系統(tǒng)的支承跨距。最后,通過這些分析對電主軸設計優(yōu)化和改良提出建議。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【圖文】：

模型如圖 1-1 所示，電主軸因其主軸電機內裝于主軸聯(lián)合而得名，具有傳動簡單、傳動精度高的特點，比具有很大的優(yōu)勢。高速電主軸是高速機床和精密加工應用高速電主軸對我國制造技術領域、精密加工領域經(jīng)濟、社會有著不可磨滅的作用，機床基礎部件開發(fā)國高檔次、高附加值生產(chǎn)母機發(fā)展的關鍵問題。振興基礎是發(fā)展高精密制造裝備及其核心功能部件。

入研究很有必要。作為目前電主軸的主要支承方式[1]的滾動軸承具有很多優(yōu)點，具有摩擦力耗低的優(yōu)點。如圖 1-2 所示的角接觸球軸承是不僅具備了滾珠軸承的所以優(yōu)且極限轉速高，再加上精度和剛度都非常高，因此角接觸球軸承在高速滾珠電主軸中得到廣泛應用。

典型電主軸結構

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 郭策,孫慶鴻,蔣書運;高速高精度數(shù)控車床主軸內外轉子耦合系統(tǒng)的動力學建模方法研究[J];機械科學與技術;2005年09期

本文編號：2796064