| 【中文题名】 | 高性能数控机床主轴部件动态分析与实验 |
| 【英文题名】 | The Dynamic Analysis and Experiment of High-Performance NC Machine Tool Spindle-Part |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-25 |
| 【中关键词】 | 主轴部件,模态分析,有限元法,多点约束法,瞬态响应分析, |
| 【英关键词】 | Spindle-part,Modal Analysis,Finite Element Method,Multi-Point Constraint method,Transient Response Analysis, |
| 【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>程序控制机床、数控机床及其加工>> |
| 【论文摘要】 |
高速化、高精度已成为当今机床发展的方向,而主轴部件是结构最复杂的部件,其动态特性的好坏对机床的性能有着重要的影响。因此,对主轴部件进行动态特性分析十分必要。
在重庆市科委攻关项目(CSTC,2005AC3029)和重庆市科技重大攻关项目(CSTC,2006AA3010)资助下,以提高数控机床的转速和改善动态特性为研究目的,重庆第二机床厂与我们合作进行CK6310型数控机床主轴部件动力学分析和应用研究。
本文的具体研究内容如下:
总结了机床主轴部件动态研究的发展状况,在此基础上,结合当前的技术发展趋势,采用模态实验和有限元方法来进行开展研究。
简要论述了模态参数识别原理,建立了主轴箱和主轴的线框模型;采用单点激振多点拾振的方法对其进行模态实验分析,得到主轴部件的模态参数;采用力传感器和应变仪对主轴进行静刚度测试,得到主轴的静刚度值。
分别建立主轴箱和主轴有限元模型,采用Lanczos法对其进行自由模态分析,得到主轴箱和主轴的固有频率和振型,对比实验得到的数据,验证了有限元模型建立合理。并根据有限元模态分析的结果,提出了箱体进行结构改进方案。
采用多点约束... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-4 |
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英文摘要 |
4-8 |
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1 绪论 |
8-11 |
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1.1 课题背景和来源 |
8 |
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1.2 国内外研究状况 |
8-10 |
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1.2.1 数控机床主轴转速现状 |
8-9 |
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1.2.2 数控机床主轴研究国内外现状 |
9-10 |
|
1.3 本论文的主要研究内容 |
10-11 |
|
2 理论基础 |
11-19 |
|
2.1 模态分析理论 |
11-14 |
|
2.2 有限元方法 |
14-18 |
|
2.2.1 有限元法的基本概念 |
14-15 |
|
2.2.2 有限元法的基本原理 |
15-18 |
|
2.3 本章小结 |
18-19 |
|
3 模态实验和静刚度实验分析研究 |
19-31 |
|
3.1 引言 |
19 |
|
3.2 模态测试 |
19-22 |
|
3.2.1 模态参数识别原理 |
19-21 |
|
3.2.2 .测试系统 |
21-22 |
|
3.3 主轴箱模态实验分析 |
22-27 |
|
3.3.1 实验支承方式 |
23 |
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3.3.2 预实验 |
23 |
|
3.3.3 激励方式、激振点与拾振点位置的确定 |
23-24 |
|
3.3.4 采样参数设置 |
24 |
|
3.3.5 测试精度 |
24-25 |
|
3.3.6 实验结果分析 |
25-27 |
|
3.4 数控车床主轴实验模态分析 |
27-28 |
|
3.5 主轴静刚度实验 |
28-30 |
|
3.5.1 力传感器标定 |
28-29 |
|
3.5.2 静刚度测试 |
29-30 |
|
3.6 本章小结 |
30-31 |
|
4 基于有限元法的计算模态分析 |
31-44 |
|
4.1 主轴箱计算模态分析 |
31-37 |
|
4.1.1 无盖主轴箱模态分析 |
31-35 |
|
4.1.2 加盖主轴箱模态分析 |
35-37 |
|
4.2 主轴箱结构的改进模型及分析 |
37-40 |
|
4.2.1 箱盖改进方案 |
37-38 |
|
4.2.2 加强筋改进方案 |
38-40 |
|
4.3 主轴计算模态分析 |
40-43 |
|
4.4 本章小结 |
43-44 |
|
5 主轴部件动态分析 |
44-59 |
|
5.1 引言 |
44-45 |
|
5.2 主轴部件有限元模型的建立 |
45-47 |
|
5.2.1 主轴部件动力学有限元模型 |
45-46 |
|
5.2.2 螺栓的简化模拟 |
46-47 |
|
5.3 主轴部件静力分析 |
47-48 |
|
5.4 主轴部件模态分析 |
48-52 |
|
5.4.1 Lanczos 方法 |
48-50 |
|
5.4.2 主轴部件模态分析 |
50-52 |
|
5.5 主轴部件瞬态响应分析 |
52-58 |
|
5.5.1 瞬态响应分析理论 |
52-54 |
|
5.5.2 边界条件的计算 |
54-55 |
|
5.5.3 瞬态响应分析 |
55 |
|
5.5.4 结果分析 |
55-58 |
|
5.6 本章小结 |
58-59 |
|
6 全文总结 |
59-60 |
|
致谢 |
60-61 |
|
参考文献 |
61-64 |
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附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
64 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386096 |
