M115W外圓磨床主軸的動力學(xué)仿真分析及其參數(shù)反求.pdf

1、磨削加工作為一種獲得高精度、低粗糙度的加工表面以及對高硬度表面進(jìn)行精加工的工藝方法,在切削加工中的比重越來越大,是現(xiàn)代制造技術(shù)的關(guān)鍵。本文針對M115W外圓磨床,對其主軸系統(tǒng)進(jìn)行了動靜態(tài)仿真分析,并對軸肩的過渡曲線以最小等效應(yīng)力集中系數(shù)為目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計和參數(shù)反求,此外還對該磨床主軸的動靜壓軸承進(jìn)行了流場分析。本文的主要工作如下:
　　 1.利用機械設(shè)計方法以及有限元仿真軟件,對M115W磨床的主軸系統(tǒng)進(jìn)行了動靜態(tài)分析,

2、求得主軸的固有頻率與振型,表明主軸系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離預(yù)應(yīng)力作用下的第一階固有頻率,工作時不會產(chǎn)生共振。
　　 2.從優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)理論出發(fā),利用Ansys有限元仿真軟件,計算了階梯軸在扭轉(zhuǎn)和彎矩作用下軸肩段的應(yīng)力及應(yīng)變；并利用圓弧曲線、二至四次樣條曲線、指數(shù)函數(shù)曲線和e指數(shù)函數(shù)曲線對軸肩的過渡曲線進(jìn)行了優(yōu)化,表明圓弧半徑越大,樣條曲線過渡越緩和,等效應(yīng)力集中系數(shù)就越?。煌ㄟ^分析不同參數(shù)條件下的等效應(yīng)力集中系數(shù),反求得出等效應(yīng)力集

3、中系數(shù)分別與過渡圓角半徑和樣條曲線坐標(biāo)之間的映射關(guān)系,表明多項式和指數(shù)函數(shù)擬合效果很好。
　　 3.在流體仿真的基礎(chǔ)理論上,利用Ansys有限元軟件FlotranCFD功能,對磨床主軸的動靜壓軸承壓力油膜的流場進(jìn)行了仿真分析,得到了主軸不同轉(zhuǎn)速下軸承油膜的壓力分布以及承載能力。在軸靜止、轉(zhuǎn)速1m/s和10m/s的情況下,軸承的承載能力分別為8267N、9206N和25014N,結(jié)果表明較高轉(zhuǎn)速時油膜的承載能力較大。工作時產(chǎn)生的壓