【摘要】：先進(jìn)制造技術(shù)一詞首次出現(xiàn)是在上世紀(jì)80年代初,此后先進(jìn)制造技術(shù)逐步取代機械制造技術(shù)。它是將各方面技術(shù)交錯集合而成的,并應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)制造的全過程,先進(jìn)制造是以產(chǎn)品設(shè)計制造為核心、以機電一體化為基礎(chǔ)的一門綜合技術(shù),將信息技術(shù)、通訊技術(shù)、電子技術(shù)等多方面融合到制造技術(shù)里面,成為具有一定智能化的自動化制造技術(shù)。電主軸技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ),是高速數(shù)控機床和高速加工中心等精密加工機床的核心部件,對產(chǎn)品的加工效率和零件的加工精度有著顯著的提高。精密機床主軸的工作轉(zhuǎn)速都很高,接近于系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速,此時對系統(tǒng)的支承軸承要求也比較高,軸承的極限轉(zhuǎn)速設(shè)計要符合電主軸的性能要求。高轉(zhuǎn)速下的角接觸軸承和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動態(tài)性能對機床電主軸的加工性能影響非常大,從而提出了分析高速電主軸軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動態(tài)性能的要求,對系統(tǒng)的固有頻率進(jìn)行分析,并研究臨界轉(zhuǎn)速和不平衡響應(yīng)的影響因素,以便優(yōu)化電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高電主軸的性能。本文的研究對象是高速電主軸滾珠軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng),運用有限元法劃分主軸轉(zhuǎn)子單元,通過數(shù)學(xué)建模、MATLAB程序編寫、數(shù)值分析、動態(tài)分析等方法進(jìn)行研究,并且運用轉(zhuǎn)換變量和改變編程思維降低求解難度、提高求解速度,分析了高速角接觸球軸承的內(nèi)部動力學(xué)性能和系統(tǒng)動態(tài)性能。本文針對角接觸球軸承的基本結(jié)構(gòu)特點以及工作原理和高速電主軸球軸承的幾何變形建立Hertz接觸數(shù)學(xué)分析模型,完成軸承在靜載荷作用下或者低速狀態(tài)下的力學(xué)性能分析。在靜力分析得出的初始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過高速狀態(tài)下的內(nèi)部動力學(xué)分析得出高速狀態(tài)下軸承內(nèi)部動力學(xué)性能參數(shù)值并繪制圖形進(jìn)行分析,分析結(jié)果表明,軸承的內(nèi)部動力學(xué)狀態(tài)影響是不可忽略的,關(guān)系著系統(tǒng)的固有頻率、臨界轉(zhuǎn)速和不平衡響應(yīng)的變化。最后對系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明,預(yù)載荷對系統(tǒng)的固有頻率、臨界轉(zhuǎn)速、軸端不平衡響應(yīng)等影響較大,一定程度預(yù)載荷的增加有利于系統(tǒng)的動態(tài)性能的提升。適當(dāng)減小軸端零件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)子外伸長度,有利于系統(tǒng)動態(tài)性能的提高,轉(zhuǎn)子的支承跨距對系統(tǒng)性能的影響出現(xiàn)了一個峰值,可以考慮選取附近的值作為系統(tǒng)的支承跨距。最后,通過這些分析對電主軸設(shè)計優(yōu)化和改良提出建議。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【圖文】：

模型如圖 1-1 所示，電主軸因其主軸電機內(nèi)裝于主軸聯(lián)合而得名，具有傳動簡單、傳動精度高的特點，比具有很大的優(yōu)勢。高速電主軸是高速機床和精密加工應(yīng)用高速電主軸對我國制造技術(shù)領(lǐng)域、精密加工領(lǐng)域經(jīng)濟、社會有著不可磨滅的作用，機床基礎(chǔ)部件開發(fā)國高檔次、高附加值生產(chǎn)母機發(fā)展的關(guān)鍵問題。振興基礎(chǔ)是發(fā)展高精密制造裝備及其核心功能部件。

入研究很有必要。作為目前電主軸的主要支承方式[1]的滾動軸承具有很多優(yōu)點，具有摩擦力耗低的優(yōu)點。如圖 1-2 所示的角接觸球軸承是不僅具備了滾珠軸承的所以優(yōu)且極限轉(zhuǎn)速高，再加上精度和剛度都非常高，因此角接觸球軸承在高速滾珠電主軸中得到廣泛應(yīng)用。

典型電主軸結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 郭策,孫慶鴻,蔣書運;高速高精度數(shù)控車床主軸內(nèi)外轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)的動力學(xué)建模方法研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2005年09期

本文編號：2796064