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MKQ8312数控凸轮轴磨床动态性能分析及结构改进研究

作者：姜琼 Publish: 2007-9-27 Hits:-

【中文题名】

MKQ8312数控凸轮轴磨床动态性能分析及结构改进研究

【英文题名】

The Research on Dynamics Behavior of Numerical Control Camshaft Grinding Machine Tool and Its Structural Optimal Design

【学科专业】

机械电子工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-9-27

【中关键词】

数控凸轮轴磨床,动态特性,结构改进,整机建模,模态分析,动态测试

【英关键词】

Numerical Control Camshaft Grinding Machine,Dynamic Behavior,Structure Improvement,Complete Machine Modeling,Mode Analysis,Dynamic Testing,

【分类导航】

工业技术>金属学与金属工艺>金属切削加工及机床>磨削加工与磨床>程序控制磨床和数控磨床>

【论文摘要】

随着科学技术的飞快发展,市场竞争空前激烈。产品更新换代周期大大缩短,品种也开始由单一走向多元。数控凸轮轴磨床作为汽车、摩托车等零部件的工作母机,要求具有合理的结构和动态性能。采用有限元建立零部件和整机的模型,进而优化零部件和整机的结构,对于新机床结构动态性能的改善、加工精度的提高、开发周期的缩短和开发成本的降低无疑是十分重要的。文章主要以提高结构动刚度为目标,分别从机床关键零部件、整机、动态测试三个层次对MKQ8312数控凸轮轴磨床进行了动力学分析,并做出了相应的结构改进。本文首先利用有限元法对头架主轴进行了动态性能分析,并对其强度进行了校核。然后对机床关键零部件进行了动态性能分析,在此基础上,以提高前两阶固有频率为理论依据,利用方案比较法针对结构薄弱环节进行改进。研究表明:开口大小是影响零部件刚度的重要因素;改善筋板的位置和形状是提高结构固有频率的关键,其意义比单纯增加筋板厚度或数目更为重大;部件改进应结合具体的边界条件以及某些部位的特殊作用,不能盲目任意的改进,否则改进后的部件没有多大的实际意义。随后本文重点利用有限元法对MKQ8312数控凸轮轴磨床整机进行了模态分...

【论文题纲】

摘要	8-9
Abstract	9-11
第1章绪论	11-20
1.1 论文的研究背景	11-13
1.1.1 高速凸轮轴磨削技术	11-13
1.2 国内外数控凸轮轴磨床研制及机床动态特性研究的现状	13-18
1.2.1 国外数控凸轮轴磨床研制现状	13-14
1.2.2 国外高速机床动态特性研究现状	14-15
1.2.3 国内数控凸轮轴磨床的研究现状	15-16
1.2.4 国内高速机床动态特性研究现状	16-18
1.3 论文的研究意义	18-19
1.4 论文研究的主要内容	19-20
第2章 MKQ8312 数控凸轮轴磨床的动态特性分析方法及软件研究	20-27
2.1 MKQ8312 数控凸轮轴磨床简介	20-21
2.2 MKQ8312 数控凸轮轴磨床动态特性分析方法及软件研究	21-26
2.2.1 动态特性的基本概念及理论	21-22
2.2.2 动态特性分析的基本算法	22-24
2.2.3 本研究所使用的软件介绍	24-26
2.3 本章小结	26-27
第3章 MKQ8312 凸轮轴磨床主要零部件动态特性分析及改进研究	27-61
3.1 床身动态特性分析及结构改进研究	28-35
3.1.1 床身的三维CAD模型及有限元模型的建立	28-29
3.1.2 设置边界条件及定义材料属性	29
3.1.3 原床身的有限元动态分析	29-30
3.1.4 改进型床身的有限元分析结果	30-34
3.1.5 小结	34-35
3.2 工作台动态特性分析及结构改进研究	35-42
3.2.1 UG建立工作台的三维模型	35
3.2.2 有限元模型的建立	35
3.2.3 设定边界条件及定义材料属性	35-36
3.2.4 原工作台的有限元结果及分析	36-37
3.2.5 改进型工作台有限元分析结果	37-41
3.2.6 小结	41-42
3.3 垫板动态特性分析及结构改进研究	42-47
3.3.1 垫板的三维CAD模型及有限元模型	42
3.3.2 设定边界条件	42-43
3.3.3 原垫板的有限元结果及分析	43
3.3.4 改进型垫板有限元分析结果	43-47
3.3.5 小结	47
3.4 头架动态特性分析及结构改进研究	47-50
3.4.1 头架的三维CAD模型及有限元模型的建立	47
3.4.2 设定边界条件	47-48
3.4.3 原头架的有限元结果及分析	48-49
3.4.4 改进型头架有限元分析结果	49-50
3.4.5 小结	50
3.5 砂轮架底座动态特性分析及结构改进研究	50-54
3.5.1 砂轮架底座CAD模型及有限元模型的建立	50-51
3.5.2 设定边界条件	51
3.5.3 原砂轮架底座的有限元结果及分析	51-52
3.5.4 改进型砂轮架底座有限元分析结果	52-54
3.6 砂轮架动态特性分析及结构改进研究	54-56
3.6.1 砂轮架有限元模型的建立	54
3.6.2 设定边界条件	54
3.6.3 原砂轮架的有限元结果及分析	54-55
3.6.4 改进型砂轮架有限元分析结果	55-56
3.6.5 小结	56
3.7 头架主轴静动态特性分析	56-60
3.7.1 头架主轴有限元模型的建立	57
3.7.2 设定边界条件及定义材料属性	57-58
3.7.3 头架主轴的模态分析	58
3.7.4 头架主轴的静力分析	58-60
3.7.5 头架主轴的强度校核	60
3.8 本章小结	60-61
第4章凸轮轴磨床整机动态特性分析及改进方法研究	61-70
4.1 机床整机有限元模型的建立	61-65
4.1.1 几何简化	62-63
4.1.2 网格划分	63-65
4.2 整机有限元分析结果	65-66
4.3 整机结构改进研究	66-69
4.4 本章小结	69-70
第5章 MKQ8312 数控凸轮轴磨床动态特性测试实验研究	70-87
5.1 实验设备及实验原理	70-71
5.1.1 实验设备	70
5.1.2 实验原理及实验方法	70-71
5.2 各零部件测点布置及测试结果	71-86
5.2.1 床身测点布置与测试结果	72-74
5.2.2 工作台测点布置与测试结果	74-76
5.2.3 头架测点布置与测试结果	76-79
5.2.4 垫板测点布置与测试结果	79-81
5.2.5 砂轮架底座测点布置与测试结果	81-83
5.2.6 砂轮架测点布置与测试结果	83-86
5.3 本章小结	86-87
结论与展望	87-89
1、结论	87-88
2、展望	88-89
参考文献	89-93
致谢	93-94
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录	94

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.385698



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