球軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、主軸技術(shù)是隨著高速磨削等現(xiàn)代化制造技術(shù)以及高速CNC加工中心的發(fā)展和需求而發(fā)展起來的,隨著主軸轉(zhuǎn)速與功率的不斷提高,高速主軸的應(yīng)用越來越廣泛。高速主軸的工作轉(zhuǎn)速常接近于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的一階臨界轉(zhuǎn)速,主軸軸承也基本接近于極限轉(zhuǎn)速,因此,必須對主軸的固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速等動態(tài)性能進(jìn)行分析計(jì)算。
　　本文以球軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象,在對球軸承動剛度等性能參數(shù)分析計(jì)算的基礎(chǔ)上,結(jié)合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)方面的特點(diǎn),將軸承與轉(zhuǎn)子綜合起來考慮,對球軸承-轉(zhuǎn)

2、子系統(tǒng)固有頻率與臨界轉(zhuǎn)速的分析及其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化進(jìn)行了研究。
　　本文首先根據(jù)Hertz點(diǎn)接觸理論分析了球軸承滾動體與滾道的接觸問題,對球軸承的靜態(tài)特性參數(shù)進(jìn)行了分析計(jì)算;然后在此基礎(chǔ)上建立了球軸承的擬靜力學(xué)模型,編制程序?qū)χС休S承和軸承組的動態(tài)特性參數(shù)包括動剛度進(jìn)行了計(jì)算,并分析了工作轉(zhuǎn)速和內(nèi)圈離心效應(yīng)對球軸承動態(tài)特性的影響,同時(shí),結(jié)合具體實(shí)例對球軸承模型和分析程序的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　使用鐵摩辛柯梁對球軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行

3、了有限元建模,模型中考慮了軸承的動剛度以及轉(zhuǎn)子的剪切效應(yīng)和陀螺效應(yīng)的影響,基于Matlab編制了系統(tǒng)動態(tài)性能參數(shù)的分析計(jì)算程序,并通過對比計(jì)算結(jié)果與已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了球軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型與分析程序的有效性;另外,以系統(tǒng)的一階臨界轉(zhuǎn)速為優(yōu)化目標(biāo),對前后軸承的跨距及轉(zhuǎn)軸內(nèi)徑進(jìn)行了優(yōu)化,使球軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)一階臨界轉(zhuǎn)速提高了6.68％。
　　通過對軸承及軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動態(tài)分析得知,轉(zhuǎn)速、內(nèi)圈離心效應(yīng)對軸承剛度的影響是很明顯的,在軸承-轉(zhuǎn)