1、電主軸論文：HMC80臥式加工中心電主軸熱、動態(tài)特性分析 及耦合研究【中文摘要】電主軸單元的結(jié)構設計、熱態(tài)特性和動態(tài)特性在很 大程度上決定了高速數(shù)控機床的加工質(zhì)量和切削能力，也是影響其加 工精度的重要因素。對主軸單元進行熱態(tài)特性和動態(tài)特性的研究，對 進一步提高高速機床的工作性能有十分重要的意義。本文以HMC80臥 式加工中心用電主軸為研究對象,以實現(xiàn)電主軸的高速、高精度為日 標，采用有限元方法，運用ANSYS軟件，對電主軸的熱態(tài)特性和動態(tài)特 性進行研究，具體工作如下：1.主軸動態(tài)特性的分析確定了電主軸的 支承型式并計算了電主軸前后軸承的徑向剛度。建立電主軸動態(tài)分析 的三維有限元模型，利用ANS

2、YS軟件對電主軸進行模態(tài)特性分析和諧 相應分析。分析電主軸的振型、固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速。計算了電主軸 在一般工況下的切削力，研究電主軸前端面對頻率的動態(tài)響應位移， 并提出改善電主軸動態(tài)特性的措施。2.主軸單元熱態(tài)特性的分析確定 了電主軸熱分析的邊界條件和熱載荷，建立電主軸熱分析的二維有限 元模型，利用ANSYS軟件對電主軸進行穩(wěn)態(tài)熱分析和熱一結(jié)構耦合分 析。分析電主軸單元的溫升變化及溫度場分布情況，對電主軸的熱變 形和熱應力分布情況進行分析和討論，研究溫升對電主軸性能的影響, 并提出改善電主軸.【英文摘要】Motorized spindle structure design, thermal a

3、nd dynamic characteristics not only largely determine the quality of high-speed CNC machine tools and cutting processing capability, but also affect the machining accuracy an important factor. Motorized spindle thermal characteristics and dynamic characteristics of the study, to further improve the

4、work performance of high-speed machine tools is very important. In this paper and to the HMC80 motorized spindle as an example. To achieve high-speed spindle, high acc.【關鍵詞】電主軸動態(tài)特性熱態(tài)特性耦合【英文關鍵詞】Motorized spindle Dynamic characteristics Thermal characteristics Coupled analysis【索購全文】聯(lián)系八Q1： 138113721 EJ

5、Q2： 139938848【日錄】HMC80臥式加工中心電主軸熱、動態(tài)特性分析及耦合研 究 摘要 7-8 Abstract 8-9 第一章 緒論10-181.1課題背景10-121.1.1課題來源101.1.2課題研究的主要內(nèi)容10-111.1.3課題研究的意義及日的11-121.2電主軸概述12-131.2.1電主軸概念121.2.2電主軸單元系統(tǒng)組成12-131.2.3電主軸單元特點131.3電主軸技術的發(fā)展及研究現(xiàn)狀13-181.3.1電主軸的發(fā)展現(xiàn)狀 13-141.3.2電主軸的發(fā)展趨勢14-151.3.3電主軸熱態(tài)特性的研究現(xiàn)狀15-161.3.4電主軸動態(tài)特性的研究現(xiàn)狀16-18

6、第二章電主軸單元的動態(tài)特性分析18-292.1電主軸動態(tài)特性分析概述182.2主軸支承型式與軸承選擇18-192.3主軸軸承的預緊與剛度19-202.4電主軸的模態(tài)分析20-242.4.1模態(tài)分析的理論基礎 20-212.4.2電主軸的ANSYS模態(tài)分析的建模和網(wǎng)格劃分21-222.4.3電主軸模態(tài)分析的加載與求解22-232.4.4電主軸臨界轉(zhuǎn)速分析23-242.5電主軸的諧響應分析24-272.5.1諧響應 TOC o 1-5 h z 理論分析 242.5.2 ANSYS中的諧響應分析242.5.3激振力的確定24-262.5.4電主軸的諧響應分析26-272.6提高電主軸動態(tài)特性的措施2

7、7-282.7本章小結(jié)28-29 第三章電主軸單元的熱態(tài)特性分析29-443.1電主軸的熱源和散熱分析29-313.1.1電主軸的熱源分析293.1.2電主軸的散熱分析293.1.3電主軸電機的發(fā)熱計算29-313.1.4電主軸軸承的發(fā)熱分析與計算313.2電主軸的傳熱31-363.2.1電機定子與循環(huán)冷卻油間的對流換熱31-333.2.2電機定子轉(zhuǎn)子氣隙傳熱33-343.2.3轉(zhuǎn)子端部傳熱343.2.4軸承與油氣潤滑的對流換熱34-363.2.5電主軸與周圍空氣的換熱3.3電主軸的穩(wěn)態(tài)熱分析36-393.3.1 ANSYS熱分析的基本原理36-373.3.2電主軸熱分析的建模及網(wǎng)格劃分3.3.3電主軸熱載荷的計算37-383.3.4電主軸熱分析邊界條件的確定38-393.4電主軸熱一結(jié)構耦合分析39-413.5改善本課題電主軸的熱態(tài)特性41-433.6本章小結(jié)43-44 第四章電主軸動態(tài)特性與熱態(tài)特性耦合研究44-574.1預緊力對主軸動態(tài)特性的影響44-464.1.1預緊力對軸承剛度的影響44-454.1.2預緊力對固有頻率的影響45-464.2預緊力對主軸熱態(tài)特性的影響46-484.3熱態(tài)特性對動態(tài)特性的影響 48-514.4動態(tài)特性對熱態(tài)特性的影響51-564.4.