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大型数控落地铣镗床CAE与主轴箱优化设计研究及应用

姚银歌  
【摘要】: 有限元方法是现代工程分析与设计的一种快捷、有效的辅助工具。有限元及结构优化等CAE技术的应用,对新产品工作性能的改善、加工精度的提高、缩短产品开发设计周期、降低产品制造成本、增强企业竞争力具有重要的意义。 本论文以TK6916大型数控落地铣镗床为研究对象,运用三维建模软件Solid Works建立了铣镗床的三维模型;利用有限元分析软件ANSYS作为分析工具,对铣镗床的关键部件滑座和主轴箱进行静态、动态分析,并采用APDL语言对主轴箱进行了优化设计,为产品优化设计提供了思路和指导。本文所做工作如下: 运用三维软件建立了大型数控落地铣镗床的关键部件滑座、主轴箱的三维模型。 对滑座进行了静力分析和模态分析。静力分析展示了结构的应力场和位移场,分析了结构的强度和刚度;模态分析获得了它们的固有频率和振型。综合静力分析和动态分析,评价滑座结构的力学性能。 对主轴箱进行空间力系受力分析;根据有限元分析结果以增强刚度为目的提出改进措施,对改进结构后的主轴箱进行静力分析和模态分析。综合静力分析和动态分析,评价主轴箱结构的力学性能。 最后,利用APDL语言对主轴箱进行参数化建模,并以增强刚度减轻重量为目的,对其结构的主要几何尺寸进行优化设计。


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