滚动支承回转进给系统静动热特性分析及系统开发

发布时间：2020-11-02 02:06

　　 滚动支承回转进给系统是数控机床中实现回转进给运动的关键功能部件,其静动热特性对数控机床的加工精度具有重要影响。因此,建立滚动支承回转进给系统特性分析预测模型对提升其设计性能具有重要意义。本文基于结合面特性参数对滚动支承回转进给系统的静动热特性进行了分析,并开发了相应的静动热特性分析系统。主要研究内容如下:(1)基于赫兹线接触理论对滚动回转导轨结合部进行静力学分析得到导轨结合部刚度,给出了基于弹性单元等效的分析方法;基于实验获取的结合面基础特性参数建立了回转进给系统中螺栓结合部的理论分析模型,得到螺栓结合部的静刚度,给出了虚拟材料等效的分析方法:开展了固定结合面的接触热阻特性研究,给出了基于结合面热阻的计算模型。(2)建立了滚动支承回转进给系统静动热特性分析系统的总体设计框架,基于ANSYS的二次开发技术,通过APDL语言编写回转进给系统的静动热特性分析宏文件,采用面向对象的C#编程语言对ANSYS宏文件进行封装调用,建立回转进给系统静动热特性分析软件界面与ANSYS之间的数据通讯,实现所开发的软件界面与ANSYS的无缝集成;设计了用户登录、静特性分析、动特性分析及热特性分析模块,实现了回转进给系统有限元自动建模与分析。(3)以某厂VTM200F5车铣复合中心的滚动支承回转进给系统为例,应用开发的滚动支承回转进给系统的静动热特性分析系统对其进行静动热特性分析。采用ANSYS中Matrix27弹簧单元对其回转导轨结合部进行等效,采用各向同性虚拟材料对其螺栓结合部进行等效,完成回转进给系统的应力应变和模态分析;采用ANSYS中的接触对单元添加接触热阻值对其进行热特性分析,给出了热源及热边界条件计算公式,完成稳态、热结构耦合分析。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG659
【部分图文】：

滚动回转导轨结构图

图 2-2 单个圆柱滚子接触示意图-2 Schematic of contact between cylindrical roller a个物体接触由之前的线接触变为矩形接触区内接触应力为椭圆分布，得到接触区域

w滚子直径，wrk D/d，rd 为滚道直径。转导轨接触静特性解析轨在未受到外载荷的情况下，其内外圈几何中心重合，以回转导为坐标原点，建立如图 2-3 的坐标系。
【参考文献】

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本文编号：2866417