XK8140铣床水平主轴系统多体动学建模与分析
发布时间：2021-01-29 07:42
先进数控机床技术水平和产品的高精度、高性能与可靠性等综合质量指标,是衡量国家高端装备制造业发展水平的重要标志。主轴系统的动力学特性对数控机床的综合动态性能有着重要的影响。本文来源于国家自然科学基金项目“高性能滚动轴承-螺旋锥齿轮系统柔性多体接触动力学研究”（11462008）。基于多体动力学理论和有限元方法,建立计及柔性变形、动态接触和啮合传动作用的铣床水平主轴系统多体动力学模型,探索主轴系统的动力学特性。主要研究工作如下:（1）运用经典Hertz接触理论和参数化设计方法,分别建立了深沟球轴承、角接触球轴承、双列圆柱滚子轴承以及直齿齿轮啮合传动的参数化多体动力学仿真模型。计算分析了工况条件下滚动轴承和齿轮啮合传动的动态特性,一定程度上验证了多体动力学模型的可行性。基于滚动轴承和齿轮啮合的参数化动力学模型,获得了滚动轴承-多级齿轮传动多体动力学模型,并进行了滚动轴承-两级齿轮的啮合传动特性分析。计算分析了滚动轴承、直齿轮啮合传动和花键啮合传动的真实接触作用,对多级齿轮传动系统动力学特性的影响规律。（2）基于多体动力学分析理论,建立了计及刀柄-主轴结合部、滚动轴承真实多体接触、柔性主轴、柔...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚动轴承运动学关系
昆明理工大学硕士学位论文12图2.2点接触应力分布Fig.2.2Distributionofstressinpointcontactmodel点接触计算公式如下：滚动体和套圈滚道接触椭圆面长半轴a：1/33...................................................2aQan(2-31)滚动体和套圈滚道接触椭圆面短半轴b：1/33....................................................2bQbn(2-32)滚动体和套圈滚道接触时的接触变形为：1/3229.........................................32nQ(2-33)滚动体和套圈滚道接触面中心的最大压应力0P：1/30133..............................22abQPQnnab(2-34)滚动体和套圈滚道接触面任意一点的压应力Px,y：220,=1-......................................xxPxyPab(2-35)参数的含义如下：an、bn：接触半径系数；n：接触变形系数，可根据接触点主曲率差函数F()数值查阅文献[46]获得；
第二章两级齿轮传动动力学分析13为两物体的综合弹性常数,22121211EE，1E和2E和1和2分别为两接触物体材料的弹性模量和泊松比；Q为滚动体与套圈滚道之间的法向接触负荷；为接触点的主曲率和函数。Hertz线接触根据赫兹理论，两个长度相等且长度足够且表面光滑的圆柱沿母线接触，此时，两个圆柱体的接触表面的压力是半椭圆形的，如图2.3所示。各种滚子轴承通常是线接触的，并且表面压力可以被认为是近似半椭圆形分布。需要指出的是，各种球面滚动体和滚道的接触面尺寸是通过点接触计算的，当接触椭圆的长轴小于滚动体的长度时，还根据点接触计算应力和变形，当接触椭圆的长轴大于滚动体的长度时，通过线接触计算应力和变形。图2.3线接触表面压力分布Fig.2.3Distributionofstressinlinecontactmodel线接触计算公式如下：滚动体和套圈滚道接触半椭圆柱宽：124.........................................Qbl(2-36)滚动体和套圈滚道接触宽度中心处最大压应力：120......................................QPl(2-37)滚动体和套圈滚道接触面上任一点压应力：20,1()..............................yPxyPb(2-38)
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑齿轮传动系统的重载电力机车动力学性能研究[J]. 王自超,翟婉明,陈再刚,张杰,王开云. 机械工程学报. 2018(06)
[2]高速滚动轴承-转子系统动力学特性分析[J]. 张强,李子顺. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2016(06)
[3]基于结合部的HSK主轴-刀柄系统动态特性分析[J]. 陈建,王贵成,田良,沈春根,郑登升. 中国机械工程. 2016(03)
[4]基于ADAMS的伺服泵渐开线花键啮合动力学仿真研究[J]. 胡建国. 机床与液压. 2014(19)
[5]球轴承多体接触动力学研究[J]. 姚廷强,王立华,迟毅林,黄亚宇. 航空动力学报. 2013(07)
[6]主轴—刀柄结合面刚度建模方法[J]. 高相胜,张以都,张洪伟. 计算机集成制造系统. 2013(01)
[7]考虑主轴—刀柄—刀具结合面的高速主轴系统动力学特性有限元建模[J]. 汪博,孙伟,闻邦椿. 机械工程学报. 2012(15)
[8]高速主轴动力学建模及高速效应分析[J]. 曹宏瑞,李兵,何正嘉. 振动工程学报. 2012(02)
[9]联合外载荷作用下角接触球轴承内部载荷分布和变形的数值迭代计算[J]. 刘显军,洪军,王军,刘志刚. 机床与液压. 2012(03)
[10]含柔性转子的齿轮-轴承系统动态特性分析[J]. 王炎,马吉胜,郑海起,刘海平. 振动.测试与诊断. 2012(01)
博士论文
[1]基于拟静力学方法的球轴承动力学特性研究[D]. 马子魁.浙江大学 2010
[2]基于接触力学的圆柱滚子轴承振动研究[D]. 陈於学.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]圆锥滚子轴承动态性能分析及优化设计[D]. 闫振勇.大连理工大学 2016
[2]单级斜齿轮减速器动态性能分析与优化研究[D]. 刘广利.兰州理工大学 2010
[3]数控万能工具铣床XK8140主轴系统结合部等效动力学参数识别方法研究[D]. 朱守寨.昆明理工大学 2006
本文编号：3006536
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚动轴承运动学关系
昆明理工大学硕士学位论文12图2.2点接触应力分布Fig.2.2Distributionofstressinpointcontactmodel点接触计算公式如下：滚动体和套圈滚道接触椭圆面长半轴a：1/33...................................................2aQan(2-31)滚动体和套圈滚道接触椭圆面短半轴b：1/33....................................................2bQbn(2-32)滚动体和套圈滚道接触时的接触变形为：1/3229.........................................32nQ(2-33)滚动体和套圈滚道接触面中心的最大压应力0P：1/30133..............................22abQPQnnab(2-34)滚动体和套圈滚道接触面任意一点的压应力Px,y：220,=1-......................................xxPxyPab(2-35)参数的含义如下：an、bn：接触半径系数；n：接触变形系数，可根据接触点主曲率差函数F()数值查阅文献[46]获得；
第二章两级齿轮传动动力学分析13为两物体的综合弹性常数,22121211EE，1E和2E和1和2分别为两接触物体材料的弹性模量和泊松比；Q为滚动体与套圈滚道之间的法向接触负荷；为接触点的主曲率和函数。Hertz线接触根据赫兹理论，两个长度相等且长度足够且表面光滑的圆柱沿母线接触，此时，两个圆柱体的接触表面的压力是半椭圆形的，如图2.3所示。各种滚子轴承通常是线接触的，并且表面压力可以被认为是近似半椭圆形分布。需要指出的是，各种球面滚动体和滚道的接触面尺寸是通过点接触计算的，当接触椭圆的长轴小于滚动体的长度时，还根据点接触计算应力和变形，当接触椭圆的长轴大于滚动体的长度时，通过线接触计算应力和变形。图2.3线接触表面压力分布Fig.2.3Distributionofstressinlinecontactmodel线接触计算公式如下：滚动体和套圈滚道接触半椭圆柱宽：124.........................................Qbl(2-36)滚动体和套圈滚道接触宽度中心处最大压应力：120......................................QPl(2-37)滚动体和套圈滚道接触面上任一点压应力：20,1()..............................yPxyPb(2-38)
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑齿轮传动系统的重载电力机车动力学性能研究[J]. 王自超,翟婉明,陈再刚,张杰,王开云. 机械工程学报. 2018(06)
[2]高速滚动轴承-转子系统动力学特性分析[J]. 张强,李子顺. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2016(06)
[3]基于结合部的HSK主轴-刀柄系统动态特性分析[J]. 陈建,王贵成,田良,沈春根,郑登升. 中国机械工程. 2016(03)
[4]基于ADAMS的伺服泵渐开线花键啮合动力学仿真研究[J]. 胡建国. 机床与液压. 2014(19)
[5]球轴承多体接触动力学研究[J]. 姚廷强,王立华,迟毅林,黄亚宇. 航空动力学报. 2013(07)
[6]主轴—刀柄结合面刚度建模方法[J]. 高相胜,张以都,张洪伟. 计算机集成制造系统. 2013(01)
[7]考虑主轴—刀柄—刀具结合面的高速主轴系统动力学特性有限元建模[J]. 汪博,孙伟,闻邦椿. 机械工程学报. 2012(15)
[8]高速主轴动力学建模及高速效应分析[J]. 曹宏瑞,李兵,何正嘉. 振动工程学报. 2012(02)
[9]联合外载荷作用下角接触球轴承内部载荷分布和变形的数值迭代计算[J]. 刘显军,洪军,王军,刘志刚. 机床与液压. 2012(03)
[10]含柔性转子的齿轮-轴承系统动态特性分析[J]. 王炎,马吉胜,郑海起,刘海平. 振动.测试与诊断. 2012(01)
博士论文
[1]基于拟静力学方法的球轴承动力学特性研究[D]. 马子魁.浙江大学 2010
[2]基于接触力学的圆柱滚子轴承振动研究[D]. 陈於学.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]圆锥滚子轴承动态性能分析及优化设计[D]. 闫振勇.大连理工大学 2016
[2]单级斜齿轮减速器动态性能分析与优化研究[D]. 刘广利.兰州理工大学 2010
[3]数控万能工具铣床XK8140主轴系统结合部等效动力学参数识别方法研究[D]. 朱守寨.昆明理工大学 2006
本文编号：3006536
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