高速電主軸的動靜態(tài)特性分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、高速加工是先進制造領(lǐng)域內(nèi)的核心技術(shù)之一。高速加工技術(shù)可以使產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到顯著的提升。高速加工制造技術(shù)，主要依靠于高速自動化機床來實現(xiàn)。電主軸是高速自動化機床的關(guān)鍵部件之一。電主軸的動、靜態(tài)性能是對高速自動化機床性能產(chǎn)生影響的關(guān)鍵因素。所以，有必要對電主軸單元的動靜態(tài)性能進行分析和優(yōu)化設(shè)計，以此來完成對電主軸的性能的改善，從而達到使高速自動化機床的加工能力得到提升的目的。
　　本文對所研究的高速電主軸的一般形式和基本結(jié)

2、構(gòu)進行了簡要的說明，在針對電主軸單元的結(jié)構(gòu)特點進行分析的基礎(chǔ)上，對主軸系統(tǒng)進行了動力學(xué)建模，并且應(yīng)用有限元分析軟件，對電主軸動力學(xué)模型的求解結(jié)果進行了仿真驗證及優(yōu)化設(shè)計。具體包括：
　　1.在轉(zhuǎn)子動力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論基礎(chǔ)上建立典型單元的傳遞矩陣，并且對電主軸動力學(xué)模型建立傳遞矩陣方程，通過MATLAB軟件編寫計算程序，完成對動力學(xué)模型的求解計算。通過求解計算，得到了主軸的前三階固有頻率和振型，驗證了電主軸動態(tài)性能能夠滿足實際的需

3、求。
　　2.利用有限元法，結(jié)合有限元分析軟件對電主軸單元建立有限元模型，對電主軸進行了靜態(tài)分析，得到了電主軸靜剛度。對主軸動力學(xué)模型的數(shù)值計算結(jié)果進行了仿真和驗證，證明了數(shù)值方法的正確性和有效性。利用有限元分析軟件的參數(shù)化計算功能，對主軸支撐軸承的預(yù)緊力、前、后軸承位置等因素對電主軸動、靜態(tài)性能的影響進行了分析。并且對于電主軸進行了諧響應(yīng)分析，得到了主軸前端、轉(zhuǎn)子中部、主軸后端的動態(tài)響應(yīng)。
　　3.在電主軸的動、靜態(tài)特性分