軸承對高速電主軸靜動剛度影響的研究.pdf

1、高速加工能顯著地提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，是一項(xiàng)非常有前景的先進(jìn)制造技術(shù)。實(shí)現(xiàn)高速加工的首要條件是高品質(zhì)的高速機(jī)床，而高速電主軸是高速加工中心的關(guān)鍵部件。電主軸系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)剛度又是影響其性能的主要因素之一。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要對其進(jìn)行詳細(xì)的靜、動態(tài)分析。
　　 本文對本課題高速電主軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡述，確定了一種相對簡便、準(zhǔn)確的高速電主軸軸承剛度的計(jì)算方法。運(yùn)用ANSYS軟件，用有限元分析法對高速電主軸的靜動態(tài)特性進(jìn)行了分析研究。

2、具體包括：
　　 1．對本課題高速電主軸單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡述，并研究了一般主軸單元的靜動態(tài)特性。
　　 2．通過對角接觸球軸承進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模和力學(xué)特性分析，獲得了角接觸球軸承靜剛度的簡便計(jì)算方法，推導(dǎo)出了圓柱滾子軸承靜剛度的計(jì)算公式，對本課題電主軸軸承的靜剛度進(jìn)行了計(jì)算；研究了預(yù)緊力對角接觸球軸承靜剛度的影響；通過對高速角接觸球軸承和圓柱滾子軸承進(jìn)行動力學(xué)特性分析，總結(jié)出一種較為簡便、精確的軸承動剛度的計(jì)算公式。
　

3、　 3．對電主軸進(jìn)行二維靜態(tài)有限元建模，經(jīng)ANSYS計(jì)算，得出了本課題電主軸的靜剛度，并分析了軸承預(yù)緊力對電主軸靜剛度的影響。
　　 4．對電主軸進(jìn)行了較精確的三維動態(tài)有限元建模，經(jīng)ANSYS計(jì)算分析，獲得了電主軸的模態(tài)和諧響應(yīng)特性；研究了電主軸的固有頻率、振型和臨界轉(zhuǎn)速，分析了軸承預(yù)緊力對電主軸第二階固有頻率的影響；并對高轉(zhuǎn)速條件下，電主軸在前端、轉(zhuǎn)子中部和后端傳感器三個位置所發(fā)生的最大動態(tài)位移進(jìn)行了分析計(jì)算，求得了本課題電