超重型卧式车床主轴系统动态性能研究

发布时间：2017-04-28 02:09

  本文关键词：超重型卧式车床主轴系统动态性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超重型数控机床的所有传动系统中,主轴系统是一个极其重要的部件,主轴系统的好坏直接影响着机床的加工精度,加工效率等。因此,为了给超重型高档数控机床提供质量和性能优良的主轴系统,对主轴系统关键技术的深入研究和合理设计具有重大的理论和实际意义。本文的研究对象为CK61450超重型卧式车床的主轴系统,通过分析主轴系统的结构,建立了主轴系统的动力学模型,并且运用有限元法对主轴系统进行了动静态性能的分析,最后对主轴部件进行优化设计,达到提高主轴系统的动静态性能,减轻主轴部件质量的目的。主要完成了以下工作:(1)通过对主轴系统的结构进行分析后建立主轴系统的动力学模型,从理论上分析主轴系统动态和静态的性能。(2)运用有限元软件,对主轴系统的有限元模型进行建立,然后对该主轴系统进行动静态性能分析,得出未优化前主轴的动静态性能的各项参数。(3)以原主轴系统的动静态性能参数为标准,减轻主轴自重为目标。通过分析主轴的跨距、轴长和孔径对主轴系统动静态性能的影响,合理的改善主轴部件结构。经过优化后,主轴的质量减轻了11%,静刚度提升了13%,一阶固有频率有所提高,主轴系统在最大工作频率(1.33Hz)工作时,最大振幅也有所下降。
【关键词】：主轴系统 动态特性 静态特性 优化设计
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG519.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 研究目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 论文主要研究内容11-14
• 第2章 主轴系统动静态性能分析的理论基础14-23
• 2.1 主轴部件变形量的计算14-16
• 2.2 建立动力学方程16-18
• 2.2.1 建立动力学方程的方法16-17
• 2.2.2 CK61450主轴系统动力学模型的建立17-18
• 2.3 模态分析理论基础18-20
• 2.3.1 模态分析理论的四个基本假设19
• 2.3.2 CK61450主轴系统解析模态法19-20
• 2.4 谐响应分析基本理论20-21
• 2.5 优化设计理论简介21-23
• 第3章 主轴系统动静态性能的分析23-37
• 3.1 ANSYS有限元分析软件简介23-24
• 3.1.1 ANSYS软件分析过程23
• 3.1.2 ANSYS软件分析类型23-24
• 3.2 主轴系统有限元模型的建立24-30
• 3.2.1 研究对象的分析24-26
• 3.2.2 主轴系统单元类型的选择及材料属性26-28
• 3.2.3 主轴系统有限元模型的建立28-30
• 3.3 主轴系统的静态特性分析30-32
• 3.4 主轴系统动力学分析32-36
• 3.4.1 模态分析32-34
• 3.4.2 谐响应分析34-36
• 3.5 小结36-37
• 第4章 主轴结构优化设计37-59
• 4.1 优化设计简介37-38
• 4.2 主轴系统优化设计38-58
• 4.2.1 跨距变化对主轴系统性能的影响38-45
• 4.2.2 长度变化对主轴系统性能的影响45-51
• 4.2.3 孔径变化对主轴系统性能的影响51-57
• 4.2.4 优化结果57-58
• 4.3 小结58-59
• 第5章 总结和展望59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64
• 作者简历64

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本文编号：331912