精密机床主轴的有限元分析

发布时间：2022-01-01 20:07

　　建立某精密机床主轴的有限元模型,根据主轴的实际工作情况对其施加约束和载荷进行静、动态性能分析,以检验设计的合理性。分析主轴的静态性能,得到的主轴静态变形和等效应力的变化情况,均满足主轴的强度和刚度设计要求。分析主轴的动态性能,确定了主轴的前六阶固有频率,得到了主轴在前四阶频率范围内的谐响应位移曲线,表明主轴在工作转速区间内不会发生共振。 

【文章来源】：数字制造科学. 2020,18(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

某精密机床主轴系统结构图

静态性能分析的目的是为了校验主轴的强度和刚度是否符合设计要求,因而只需要分析主轴静态变形和等效应力的变化情况。主轴的变形和等效应力分布情况如图2所示。主轴后端在转矩的作用下变形量较大,最大变形量为0.005 553 1 mm,根据主轴所受的力矩23.1 N/m可求出主轴后端所受切向力为871.7 N,径向力为371.3 N。根据径向力和最大变形量可计算主轴的静刚度为567 000 N/m,故主轴刚度满足设计要求。

谐响应分析是指在外界激励作用下,系统各部分的位移响应。对主轴后端施加切向力871.7 N和径向力371.3 N,由模态分析结果可知,在一、二阶固有频率时,主轴中部和尾端的变形量较大,选择主轴中部为观测对象,可设定频率范围为1 500～3 000 Hz;而在三阶、四阶固有频率时,主轴尾端的变形量最大,设定频率范围为3 500～4 000 Hz。谐响应分析结果如图4所示。图4 主轴谐响应分析结果

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]T2120深孔机床主轴静动态特性分析及优化设计[D]. 贾永龙.中北大学 2015



本文编号：3562757