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离心力影响下的高速主轴-拉杆系统动态特性

发布时间:2018-02-23 17:16

  本文关键词: 高速主轴 拉杆 离心力 碟簧 接触应力 自然频率 出处:《西安交通大学学报》2015年03期  论文类型:期刊论文


【摘要】:为进一步明确离心力对主轴系统动态特性的影响,以高速主轴-拉杆系统为对象,建立了刀柄的接触力学模型,考虑了碟簧在离心力作用下产生的径向伸展,并计算了该变形导致的拉力随主轴转速的变化关系。在此基础上,讨论了刀柄接触应力随初始拉力、动态夹紧力的变化规律,揭示了上述变化对主轴系统自然频率的影响。结果表明:碟簧的径向伸展会造成刀杆拉力的减小,但减小的程度受碟簧规格和初始拉力的影响,对于拉紧力较小的超高速主轴,该影响较为显著,而对于拉紧力较大的普通主轴,该影响可以忽略;静、动态夹紧力的夹紧效率随摩擦因数的增大而降低;动态夹紧力可显著提升接触应力,但过高的夹紧力反而会加大接触间隙,降低结合部阻尼,导致主轴系统自然频率的减小。
[Abstract]:In order to further clarify the influence of centrifugal force on the dynamic characteristics of spindle system, the contact mechanics model of cutter shank is established, and the radial extension of disc spring under centrifugal force is considered. The relationship between the tensile force and the rotational speed of the spindle is calculated. On the basis of this, the change of contact stress of the tool shank with the initial tension and the dynamic clamping force is discussed. The effect of the above changes on the natural frequency of the spindle system is revealed. The results show that the radial extension of the disc spring will result in the reduction of the tool rod tension, but the extent of the decrease is affected by the disc spring specification and the initial tensile force, and for the super high speed spindle with small tension force, This effect is obvious, but it can be neglected for the common spindle with high tension force. The clamping efficiency of dynamic clamping force decreases with the increase of friction coefficient, and the dynamic clamping force can significantly increase the contact stress. However, the excessive clamping force will increase the contact gap and reduce the joint damping, resulting in the reduction of the natural frequency of the spindle system.
【作者单位】: 兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室;兰州理工大学机电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51465035) 国际科技合作项目(2011DFR70670)
【分类号】:TG506

【参考文献】

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【共引文献】

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