高精重载卧式车床主轴部件运动分析

发布时间：2020-09-03 15:38

　　随着制造行业对工件加工的速度、精度和质量要求日益提高,高品质的机床是实现精度加工的首要条件,因此人们对高精度机床的研究也在不断的深入,不断的取得进展。对于机床,尤其是对于高精度重负载的卧式车床而言,主轴部件则是影响其性能的核心部件。机床的切削能力和加工的质量在很大的程度上都取决于主轴部件的动静态特性,同时其动静态特性也成为影响机床保持对工件加工精度的关键因素。因此对主轴部件的结构、动静态特性的不断深入研究,对于未来能够进一步提高机床的工作性能有着至关重要的意义。本文依托于青海华鼎重型机床公司的关于研发400T重型卧式车床系列的项目。主要采用有限元分析法,针对该项目的主轴部件进行动力学性能分析,得到其动静态特性,并结合与理论分析计算对比,为后续的实际工作提供可靠的依据。本文主要内容包括:1.分析了不同主轴的形式和主轴部件的结构形式,通过对比确定重型车床所采用的主轴和主轴部件的结构。2.从相关资料文献获得计算圆柱滚子轴承刚度的公式,计算主轴的支撑轴承的刚度;分析轴承的预紧力分别对轴承刚度、主轴刚度的影响;利用ANSYS软件对支撑轴承有限元分析,得到其在工作载荷下的应力和变形情况。3.通过主轴刚度的计算公式,计算出重车的主轴刚度;经有限元分析,获得主轴在工作载荷下的应力和变形情况;并通过对主轴进行模态和谐响应分析,研究其动态特性。为以后的工作提供主轴的动静态特性。
【学位单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TG51
【部分图文】：

受力图,主轴,受力

图 4.1 主轴受力简图对卧式车床主轴进行受力分析，则要首先明确分析对象上所受的力。主轴所受外力主要来自于以下几个方面：①切削加工时作用在主轴上的切削力。②传动齿轮之间的作用力。③工件作用在主轴上的重力。④卡盘作用在主轴上的重力。⑤顶紧工件时作用在主轴上的力。由于主轴的支撑轴承件都是轴对称零件，在转动时的不平衡力对分析结果影响很小，因此可以忽略不计。如上图所示，yQ为传动齿轮之间的作用力，yF为刀具的切削力，G 为工件和卡盘作用在主轴上的重力，F 为工件的顶紧力。（1）切削力的产生和分解刀具切入被加工工件进行金属切削时，使被加工工件发生变形成为切削所

示意图,切削力,示意图,主轴

轴进行受力分析，则要首先明确分析对象上所于以下几个方面：作用在主轴上的切削力。间的作用力。主轴上的重力。主轴上的重力。作用在主轴上的力。撑轴承件都是轴对称零件，在转动时的不平衡以忽略不计。如上图所示，yQ为传动齿轮之间G 为工件和卡盘作用在主轴上的重力，F 为工产生和分解工工件进行金属切削时，使被加工工件发生变削力。切削力主要来源于两个方面：一是切屑产生的抗力；二是刀具与切屑及工件表面之间的图所示：

示意图,斜齿轮,受力,示意图

的加工条件和公式的试验条件不相符时，各种因素对各个切。传动齿轮的受力分析和计算精度重载卧式车床中，前文通过不同传动方式的对比，可以对于其他传动方式，能提供更大的扭矩和能承受更大的载荷齿轮传动的方式。较斜齿轮和直齿轮可以发现，从承载和传动两方面来说，斜齿轮啮合重合度更高，因此转动更加的平稳，噪音更低，承，能更好地承受不同程度的径向和轴向载荷，对提高整个主定性作用更大。使用寿命长，传递能力更强。因此，在重载齿轮的传动方式。动齿轮上作用转矩1T时，若接触面的摩擦力忽略不计，由于圆柱的啮合平面内，垂直于齿面的法向平面作用有法向力F。将nF分解为径向分力rF和法向分力'nF, 再将'nF分解为圆周最终可以将法向力分解为三个互相垂直的空间分力。

【参考文献】