電主軸論文電主軸 熱-結(jié)構(gòu)耦合 ansys 有限元分析

1、電主軸論文：電主軸熱電主軸論文：電主軸熱—結(jié)構(gòu)耦合特性分析結(jié)構(gòu)耦合特性分析【中文摘要】電主軸是機(jī)械加工機(jī)床的核心部件電主軸技術(shù)水平的高低直接決定著機(jī)械制造業(yè)水平的高低企業(yè)效率的提高至關(guān)重要的因素是機(jī)床轉(zhuǎn)速的高速化機(jī)床轉(zhuǎn)速的提高就意味著電主軸轉(zhuǎn)速的提高隨著轉(zhuǎn)速的提高主軸發(fā)熱量增大使變形嚴(yán)重主軸軸承燒毀或報廢等研究表明發(fā)熱量增大與主軸軸承的預(yù)緊力和內(nèi)外圈裝配過盈量有很大關(guān)系。首先根據(jù)電主軸機(jī)械性能指標(biāo)建立主軸模型由高速電主軸高速情況下的邊界

2、條件對電主軸的發(fā)熱量和熱變形進(jìn)行計算給出合理的發(fā)熱量和熱變形條件并對主軸的負(fù)荷分布進(jìn)行分析為后續(xù)有限元分析的邊界條件和載荷施加做準(zhǔn)備其次結(jié)合有關(guān)理論對電主軸的溫度場、熱變形、預(yù)緊力和內(nèi)外圈配合過盈量進(jìn)行計算并得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。最后利用有限元分析軟件ANSYS對主軸模型進(jìn)行有限元熱分析、熱結(jié)構(gòu)耦合分析分析中將預(yù)緊力和接觸熱阻等作為邊界條件施加到主軸模型中得出電主軸的熱分布、熱梯度和熱變形圖由得出的分析結(jié)果反推出最佳預(yù)緊力與配合過盈量。并對分

3、析得出的結(jié)果與前面的計算進(jìn)行對比總結(jié)。通過研究最終得出電主軸的其最佳預(yù)緊力和內(nèi)外圈裝配過盈量使主軸的發(fā)熱量控制在最小變形量也控制在主軸運(yùn)轉(zhuǎn)所需的精度范圍?！居⑽恼縈otizedspindleisthececomponentofmechanicalprocessingmachineelectricspindletechnicalleveldirectlydecidesthemechanicalmanufacturinglevel分析2

4、0283.2.1角接觸軸承單元選配22253.2.2圓柱滾子軸承單元選配25263.2.3鋼制軸承與陶瓷滾子軸承的比較26273.2.4高速刀具系統(tǒng)的選配27283.3電主軸的制造裝配工藝28303.3.1電主軸的輔助設(shè)計技術(shù)293.3.2電主軸的制造技術(shù)29303.3.3高速主軸電機(jī)的制造技術(shù)303.4電主軸的優(yōu)化設(shè)計及分析30323.4.1電主軸的軸向優(yōu)化設(shè)計分析30313.4.2電主軸的徑向優(yōu)化設(shè)計分析31323.5電主軸的機(jī)械設(shè)

5、計圖32333.6本章小結(jié)3335第4章電主軸的溫度場及熱變形的計算35714.1電主軸熱傳導(dǎo)35414.1.2熱傳導(dǎo)方程36384.1.3溫度場邊界條件38404.1.4溫度場的求解40414.2電主軸軸承發(fā)熱量的計算41434.3電主軸軸承支承剛度的計算43444.4主軸軸承預(yù)緊力及內(nèi)外圈配合過盈量的計算44484.5電主軸熱變形理論計算48594.5.1電主軸三維熱傳導(dǎo)問題的級數(shù)解51524.5.2電主軸的熱傳導(dǎo)特點和數(shù)學(xué)描述52