機(jī)床高速主軸預(yù)緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其特性研究.pdf

1、機(jī)床制造水平直接影響到我國(guó)制造業(yè)的整體水準(zhǔn)，因此在當(dāng)今趨勢(shì)下對(duì)于高轉(zhuǎn)速、高精度機(jī)床的需求也就愈發(fā)的迫切。主軸作為機(jī)床的核心部件，其性能好壞直接關(guān)系到機(jī)床能否進(jìn)行有效的工作。主軸的預(yù)緊技術(shù)是主軸研究領(lǐng)域的重要方向之一，主軸的預(yù)緊力能隨著主軸工作情況的改變而實(shí)時(shí)調(diào)整以保持一個(gè)最佳的工作狀態(tài)，是其研究領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)。因此確定主軸的最佳預(yù)緊力并通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)使其保持這種狀態(tài)，是高速高精度機(jī)床在全工況范圍內(nèi)動(dòng)力學(xué)特性保持最優(yōu)的前提。本文圍

2、繞高速角接觸球軸承的最佳預(yù)緊力的選取以及所建立的預(yù)緊機(jī)構(gòu)性能展開(kāi)了深入的研究與分析，其主要內(nèi)容包括:
　　(1)基于高速角接觸球軸承的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等分析要領(lǐng)，采用牛頓迭代法并利用MATLAB軟件分析了高速角接觸球軸承的接觸角、接觸應(yīng)力、慣性力矩等的變化規(guī)律。以赫茲接觸理論為基礎(chǔ)，利用ANSYS仿真軟件分析滾動(dòng)體與滾道接觸特性。
　　(2)根據(jù)高速角接觸球軸承運(yùn)動(dòng)—力—熱產(chǎn)生之間的關(guān)系，仿真建立了軸承溫度分布三維云圖，得到主

3、軸轉(zhuǎn)速、預(yù)緊力以及滾動(dòng)體溫度的擬合曲線圖。在分析主軸預(yù)緊力、軸向位移以及軸承溫升間的內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)上，得到了合適的主軸最佳預(yù)緊力曲線圖以及相對(duì)應(yīng)的軸向位移曲線圖。
　　(3)以最佳預(yù)緊力原則，提出了一種新型主軸預(yù)緊自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)以疊層壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)源，柔性機(jī)構(gòu)作為傳遞機(jī)構(gòu)。分別以力和位移為參量，將壓電陶瓷的輸出與柔性鉸鏈的輸出進(jìn)行串聯(lián)，最后得到了復(fù)合性輸出，來(lái)適應(yīng)軸承溫度的變化所產(chǎn)生的預(yù)緊變化。通過(guò)與定壓預(yù)緊比較，得到