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《东北大学》 2006年
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机床主轴部件静动态性能研究

贾振超  
【摘要】:机床发展日益朝向高速度和高精度的方向发展,这对机床的设计提出了更高的要求,需要采用更加先进和合理的设计方法来完成机床设计。作为一种先进的设计手段,动态设计方法已经成为企业提高竞争力的重要方面。要进行动态设计,前提是对机床的动态性能作出正确的分析。主轴部件是数控机床的重要组成部分,其性能的好坏对机床的性能有着重要的影响。 为了提高机床的设计水平,将现代化的设计方法应用于机床的设计,沈阳第一机床厂与我们合作进行CKS6125机床静动力学分析和应用研究。本文是在完成项目的基础上,进行进一步的研究而形成的,主要是对现有数控机床主轴部件的动态性能进行研究,为进一步进行动态设计打基础。 本文的具体研究内容如下: (1)总结了机床、动态设计方法研究和机床主轴动静态研究的发展状况和发展趋势,在总结前人研究成果的基础上,结合当前的技术发展趋势,本文决定利用虚拟样机技术和数学建模的方法来进行开展研究。 (2)对轴承的刚度问题进行了研究,轴承的刚度是开展性能研究的基础,本文中得到了轴承静刚度的有效计算公式,并对轴承的动刚度问题进行了分析。 (3)简要论述了有限元静力学和动力学分析的基本求解过程,建立了主轴和主轴部件的有限元模型,合理的确定了载荷、轴承支承刚度和约束条件,选定了单元类型。进行了静力分析、模态分析和谐响应分析。 (4)进行了主轴部件的数学建模分析,论述了传递矩阵法的原理和步骤,同时利用传递矩阵法对主轴部件进行了分析,得到了主轴部件的固有频率和振型,并将其结果同有限元结果作了对比。 (5)进行了主轴合理跨距的计算以及跨距对主轴动态性能的影响。 最后以沈阳机床一厂生产的CKS6125型数控车床为研究对象来进行试验验证,主要是主轴部件的静刚度试验和激振试验。试验结果表明理论分析和试验结果吻合较好,本文的方法是有效可行的,能够用于机床主轴部件动态性能的初步分析。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG502.3

【参考文献】
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