高速电主轴振动性能及轴承寿命计算方法的研究

发布时间：2020-06-21 12:41

【摘要】：高速电主轴被广泛应用于各工业部门,具有结构简单紧凑、效率高、噪声低、振动小和精度高等特点。在高速电主轴支承轴承加工过程中,其滚动体会存在尺寸误差,尺寸误差的存在不仅会影响轴承的受力和振动性能,同时也会影响轴承寿命。本文首先以电主轴支承轴承为研究对象,运用Hertz理论和套圈控制理论,建立了不考虑滚动体尺寸误差和考虑滚动体尺寸误差时轴承的拟静力学模型。利用MATLAB进行数值计算,实现对每一滚动体受力的计算。算例研究了轴承外载、滚动体尺寸误差对轴承受力的影响。以高速电主轴转子为研究对象,运用传递矩阵法,建立了不考虑滚动体尺寸误差和考虑滚动体尺寸误差时转子的动力学模型,通过数值迭代计算了滚动体在理想状态及不同加工精度下,转子固有频率及对应的模态振型,并进行了比较分析。研究了滚动轴承的滚动体在理想状态及不同加工精度下轴承轴心的运动轨迹和转子的不平衡响应,研究了轴向载荷对转子振动的影响。运用轴承L-P理论,构建了能够对高速电主轴支承轴承的疲劳寿命进行计算的模型,算例研究了滚动体加工精度对角接触球轴承寿命的影响,得出了具体的影响曲线,并研究了轴向载荷、径向载荷及转子转速对于轴承寿命的影响。本文研究成果可以对高速电主轴振动性能及所支承轴承的寿命进一步研究和实际应用提供有益的理论借鉴。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH133.3
【图文】：

１．１研究背景逡逑电主轴（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ邋Ｓｐｉｎｄｌｅ／ＭｏｔｏｒＳｐｉｎｄｌｅ／Ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ邋Ｓｐｉｎｄｌｅ）类型很多，卓越的高速性逡逑能使其在工业装备中应用广泛。图１．１是某种电主轴的实物图。逡逑翁，逡逑（ａ）邋Ｅｘｔｅｒｎａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逦Ｃｂ）邋Ｉｎｔｅｒｎａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑图１．１电主轴实物图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ邋ｓｐｉｎｄｌｅ逡逑电主轴是高精密机床的核心功能部件，它将主轴电动机和机床主轴合为－体，由内逡逑装式电机直接驱动运行，从而使机床的主传动链长度缩短为零，提高了电主轴的传动效逡逑率（丨１。逡逑电主轴主要具有以下优点：逡逑（１）

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本文编号：2724079