高速電主軸熱動態(tài)分析與研究.pdf

1、電主軸單元結構設計的合理性、熱特性及動態(tài)特性的優(yōu)劣極大程度決定了數控機床的加工工藝能力，是制約現代機床工作母機制造工藝性能提升的重要因素。對電主軸裝配體進行熱相關仿真分析研究，對提高機床的制造性能有著十分重要的意義。通過分析運轉軸承的赫茲接觸，確定了滾動軸承的主要載荷，提出了忽略陀螺力矩的的依據和條件并仿真獲取了電主軸的六階模態(tài)，為后續(xù)的諧響應分析和熱分析做了數據和理論準備。通過諧響應分析，獲取了主軸的臨界共振頻率。通過確定對主軸熱分析

2、所需的熱載荷和邊界條件，搭建了其熱分析有限元模型。采用有限元軟件做電主軸的穩(wěn)態(tài)、流體傳熱暫態(tài)以及熱與結構的耦合分析。分析獲得電主軸裝配體的溫度變化及熱場分布狀態(tài)圖，以及由熱源因素導致的電主軸熱態(tài)變形及應力的分布情況，研究了主軸溫升對其生產制造精度的影響，論述了改善主軸熱性能的措施。對主軸進行熱結構耦合時，將ANSYS的熱分析結果作為初始載荷，外加結構載荷對電主軸裝配體進行了熱結構耦合，獲得了電主軸的應力應變分布云圖和主軸的最大變形量。為