電主軸論文電主軸 熱-結構耦合 ansys 有限元分析

1、電主軸論文：電主軸熱電主軸論文：電主軸熱—結構耦合特性分析結構耦合特性分析【中文摘要】電主軸是機械加工機床的核心部件電主軸技術水平的高低直接決定著機械制造業(yè)水平的高低企業(yè)效率的提高至關重要的因素是機床轉速的高速化機床轉速的提高就意味著電主軸轉速的提高隨著轉速的提高主軸發(fā)熱量增大使變形嚴重主軸軸承燒毀或報廢等研究表明發(fā)熱量增大與主軸軸承的預緊力和內外圈裝配過盈量有很大關系。首先根據(jù)電主軸機械性能指標建立主軸模型由高速電主軸高速情況下的邊界

2、條件對電主軸的發(fā)熱量和熱變形進行計算給出合理的發(fā)熱量和熱變形條件并對主軸的負荷分布進行分析為后續(xù)有限元分析的邊界條件和載荷施加做準備其次結合有關理論對電主軸的溫度場、熱變形、預緊力和內外圈配合過盈量進行計算并得出相應的數(shù)據(jù)。最后利用有限元分析軟件ANSYS對主軸模型進行有限元熱分析、熱結構耦合分析分析中將預緊力和接觸熱阻等作為邊界條件施加到主軸模型中得出電主軸的熱分布、熱梯度和熱變形圖由得出的分析結果反推出最佳預緊力與配合過盈量。并對分

3、析得出的結果與前面的計算進行對比總結。通過研究最終得出電主軸的其最佳預緊力和內外圈裝配過盈量使主軸的發(fā)熱量控制在最小變形量也控制在主軸運轉所需的精度范圍?！居⑽恼縈otizedspindleisthececomponentofmechanicalprocessingmachineelectricspindletechnicalleveldirectlydecidesthemechanicalmanufacturinglevel分析2

4、0283.2.1角接觸軸承單元選配22253.2.2圓柱滾子軸承單元選配25263.2.3鋼制軸承與陶瓷滾子軸承的比較26273.2.4高速刀具系統(tǒng)的選配27283.3電主軸的制造裝配工藝28303.3.1電主軸的輔助設計技術293.3.2電主軸的制造技術29303.3.3高速主軸電機的制造技術303.4電主軸的優(yōu)化設計及分析30323.4.1電主軸的軸向優(yōu)化設計分析30313.4.2電主軸的徑向優(yōu)化設計分析31323.5電主軸的機械設

5、計圖32333.6本章小結3335第4章電主軸的溫度場及熱變形的計算35714.1電主軸熱傳導35414.1.2熱傳導方程36384.1.3溫度場邊界條件38404.1.4溫度場的求解40414.2電主軸軸承發(fā)熱量的計算41434.3電主軸軸承支承剛度的計算43444.4主軸軸承預緊力及內外圈配合過盈量的計算44484.5電主軸熱變形理論計算48594.5.1電主軸三維熱傳導問題的級數(shù)解51524.5.2電主軸的熱傳導特點和數(shù)學描述52