數(shù)控機(jī)床電主軸有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、高速加工技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)是一次具有突破性的技術(shù)革命。電主軸技術(shù)在高效加工技術(shù)領(lǐng)域起著舉足輕重的作用，對(duì)機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和加工效率影響很大。因此對(duì)電主軸進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)特性和熱態(tài)特性分析并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)提高機(jī)床設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)效率有重要意義。
　　 本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)確定了電主軸結(jié)構(gòu)中，主軸電機(jī)、軸承、階梯過(guò)盈套、軸承的潤(rùn)滑系統(tǒng)及主軸冷卻系統(tǒng)的類型，完成了電主軸單元主要結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)

2、計(jì)，最后通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)完成軸的設(shè)計(jì)，計(jì)算得到軸的一階臨界轉(zhuǎn)速。
　　 (2)電主軸的靜態(tài)特性分析
　　 完成對(duì)角接觸球軸承結(jié)構(gòu)建模與力學(xué)特性分析，根據(jù)計(jì)算結(jié)果到軸向預(yù)緊力對(duì)前后軸承的徑向剛度影響。
　　 利用Pro/E造型軟件建立電主軸的三維模型，將模型直接導(dǎo)入到ANSYS有限元分析軟件中，通過(guò)電主軸的靜力變形云圖，驗(yàn)證電主軸的靜剛度符合設(shè)計(jì)要求。
　　 (3)電主軸的動(dòng)態(tài)特性分析
　　 利用A

3、NSYS動(dòng)態(tài)分析模塊完成了電主軸的模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析，獲得模態(tài)與諧響應(yīng)分析特性，驗(yàn)證電主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地避開(kāi)共振區(qū)。
　　 (4)電主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　 先介紹優(yōu)化設(shè)計(jì)概念、優(yōu)化準(zhǔn)則、優(yōu)化方法，再此基礎(chǔ)上，建立了參數(shù)化的有限元模型并確定了設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)變量、狀態(tài)變量。通過(guò)優(yōu)化前后主軸的靜動(dòng)態(tài)特性對(duì)比，驗(yàn)證優(yōu)化后電主軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)更加合理。
　　 (5)電主軸的熱態(tài)特性分析
　　 完成對(duì)電主軸電機(jī)的