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《沈阳工业大学》 2007年
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高速电主轴系统设计与动静态性能分析

孙巍  
【摘要】: 高速加工是一种现代制造技术,它通过大幅度提高切削速度来提高生产率、加工精度、加工质量,从而降低成本。在现代制造技术中,高速切削技术已成为一个不可阻挡的发展潮流。高速机床是实现高速切削的首要条件,而高速电主轴是高速机床的核心部件。因而分析高速电主轴单元的动静态特性进行和优化结构设计,对提高高速机床性能有十分重要意义。 本文以高速、大功率的加工中心电主轴为研究目标,从提高主轴系统性能入手,对电主轴系统设计、静态分析、动态分析等几个方面进行研究。首先,基于对结构设计中关键性技术(如轴承选型、动平衡设计、几何精度设计、主轴单元结构参数静态估算等)的研究,完成了电主轴系统设计;分析了高速电主轴的结构特点,对设计电主轴两个重要参数(即跨距和转轴与电机的配合量)进行了分析和优化。其次,对电主轴进行静态有限元建模,经ANSYS计算,得出了电主轴的静刚度,同时分析了轴承预紧力对电主轴静刚度的影响;通过对角接触球轴承进行结构建模和力学特性分析,得出了轴承静刚度的简易计算方法,并研究了预紧力对陶瓷轴承接触角、刚度的影响。最后,对高速电主轴进行二维静态和三维动态有限元建模,经ANSYS计算,得出了电主轴的静刚度以及电主轴的模态和谐响应特性;研究了电主轴的固有频率、振型和临界转速;对高转速下,主轴在前端、后端、轴承所在的四个位置以及主轴转子中部位置所发生的最大动态位移进行了分析计算,从而验证了主轴结构设计的合理性。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG659

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 赵月娥;;高速电主轴动态特性的有限元分析与振动测试[J];机械制造;2012年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张斌;压电双晶片型微位移放大机构研究[D];河南理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄旭东,费仁元,杨家华;主轴部件动态特性的实验研究[J];北京工业大学学报;1994年03期
2 王静,刘静波,曹荣;国内外齿轮加工技术及设备[J];成都纺织高等专科学校学报;2001年03期
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 王明威;HMC80加工中心电主轴单元实验平台设计与试验研究[D];兰州理工大学;2011年
5 陈万群;微小型机床的结构参数优化及动态特性分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 常智红;复合精密微切削加工系统设计与研究[D];长春理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 马大国;;木工机械电主轴及其关键技术分析[J];林业机械与木工设备;2008年10期
4 侯军明;王保升;汪木兰;冯勇;;高速加工切削力影响因素的有限元分析[J];工具技术;2011年05期
5 周大帅;伍良生;张仕海;周亮;;基于CosmosWorks电主轴温度场的有限元分析[J];煤矿机械;2009年05期
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7 Ralf Lttgen;为高速加工选择机床[J];世界制造技术与装备市场;2004年06期
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9 叶友东;;基于ANSYS的高速铣削刀具进刀方式研究[J];机械制造;2008年12期
10 尹洁华;高速加工应用及其需具备的条件[J];制造技术与机床;1993年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 白钊;马平;胡爱玲;林庆文;;应用有限元方法对高速电主轴的优化设计[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年
2 朱健;龙莉萍;;平面KT型圆管相贯节点极限承载力有限元分析[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
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4 蒋红斐;常新生;;有限单元法中三角网的自动划分[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
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6 白冰;李遇春;;减荷条件下上埋式圆形结构物周边土压力分析[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
7 武振宇;谭慧光;;不等宽T型方管节点塑性铰线分析模型的研究[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1998年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 叶军;投资4000万 洛阳轴研为机床造“心脏”[N];中国工业报;2003年
7 迪声;新船重工修炼有限元分析能力[N];中国船舶报;2005年
8 高文;技术与应用齐步走[N];计算机世界;2006年
9 刘友存;日本轧钢技术发展概况与展望[N];中国冶金报;2007年
10 本报记者 臧亚伟;冷风切削或将成为制造业新方向[N];机电商报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 刘天丰;非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究[D];浙江大学;2005年
3 王庆雷;动力化髋关节外固定器的研制及其相关研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2006年
4 徐海良;单泵与储料罐组合的深海采矿软管输送系统研究[D];中南大学;2004年
5 刘少源;高速公路汽车与护栏碰撞的动力特性研究[D];清华大学;1994年
6 徐志科;行波型超声波电机的模型仿真与试验研究[D];东南大学;2005年
7 赵学涛;纵弯复合振动模态球型超声电机的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 周玉锋;反应烧结碳化硅基底致密层制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 沈春根;高速加工工具系统的动力学特性及应用基础研究[D];江苏大学;2011年
10 王欢;腰椎椎弓根钉充分加压固定术—促进椎间植骨融合治疗腰椎骨折脱位及腰椎滑脱症的生物力学和临床研究[D];中国医科大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙巍;高速电主轴系统设计与动静态性能分析[D];沈阳工业大学;2007年
2 解文志;高速电主轴动静态特性的有限元分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 许红琴;加工中心用电主轴结构设计及其仿真分析[D];南京理工大学;2008年
4 石岚;高速铣削立铣刀的有限元分析[D];广东工业大学;2005年
5 张华伟;小直径铣刀高速铣削淬硬钢过程动力学仿真与有限元分析[D];广西大学;2005年
6 辛宇辉;CY4102BZQ柴油机轴系动态特性研究及有限元分析[D];天津大学;2003年
7 田君丽;换热器液压胀接密封机理的研究[D];北京化工大学;2003年
8 李宏茹;JJ225/43-K石油钻机井架强度及稳定性计算[D];兰州理工大学;2005年
9 姬丽娟;交流接触器电磁机构有限元分析与多场耦合技术的研究[D];河北工业大学;2005年
10 方静;三功能大幕机组和机构动静态特性的分析及研究[D];兰州理工大学;2005年
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