數(shù)控機床電主軸有限元分析及優(yōu)化設計.pdf

1、高速加工技術在機械制造業(yè)是一次具有突破性的技術革命。電主軸技術在高效加工技術領域起著舉足輕重的作用，對機床加工精度、表面質量和加工效率影響很大。因此對電主軸進行靜、動態(tài)特性和熱態(tài)特性分析并對其結構進行有限元分析和優(yōu)化設計對提高機床設計水平和生產(chǎn)效率有重要意義。
　　 本課題的主要研究內容如下:
　　 (1)確定了電主軸結構中，主軸電機、軸承、階梯過盈套、軸承的潤滑系統(tǒng)及主軸冷卻系統(tǒng)的類型，完成了電主軸單元主要結構的參數(shù)設

2、計，最后通過機械設計手冊完成軸的設計，計算得到軸的一階臨界轉速。
　　 (2)電主軸的靜態(tài)特性分析
　　 完成對角接觸球軸承結構建模與力學特性分析，根據(jù)計算結果到軸向預緊力對前后軸承的徑向剛度影響。
　　 利用Pro/E造型軟件建立電主軸的三維模型，將模型直接導入到ANSYS有限元分析軟件中，通過電主軸的靜力變形云圖，驗證電主軸的靜剛度符合設計要求。
　　 (3)電主軸的動態(tài)特性分析
　　 利用A

3、NSYS動態(tài)分析模塊完成了電主軸的模態(tài)分析與諧響應分析，獲得模態(tài)與諧響應分析特性，驗證電主軸的結構設計可以有效地避開共振區(qū)。
　　 (4)電主軸結構優(yōu)化設計
　　 先介紹優(yōu)化設計概念、優(yōu)化準則、優(yōu)化方法，再此基礎上，建立了參數(shù)化的有限元模型并確定了設計變量、目標變量、狀態(tài)變量。通過優(yōu)化前后主軸的靜動態(tài)特性對比，驗證優(yōu)化后電主軸的結構參數(shù)更加合理。
　　 (5)電主軸的熱態(tài)特性分析
　　 完成對電主軸電機的