主轴系统 预紧 模态分析 传递矩阵 固有频率论文

1、 主轴系统论文：数控车床主轴系统预紧与其动态特性关系的研究【中文摘要】随着科学技术的发展与进步,数控车床变得日益高速而精密,为了使其高速、高效、稳定地工作,数控机床必须具有更好的结构动态特性,主轴作为机床中最关键的部件之一,其动态特性对整台机器的效率、性能与稳定性有着非常大的影响。因此,研究主轴动态特性的影响因素具有重要的意义。本文对现有数控车床TDNC320进行研究,主要讨论其主轴系统的预紧与主轴系统动态特性之间的关系。首先,对主轴系统上的前支承双圆锥孔圆柱滚子轴承径向刚度与其预紧力矩之间的关系进行了研究,得出了径向刚度预紧力矩计算公式与函数曲线,得出了后支承单列圆锥滚子轴承的径向刚度预紧力

2、矩计算公式与函数曲线。对主轴进行了有限元分析,得出了其前两阶固有频率及其临界转速。之后,将主轴视为各向同性支承,利用传递矩阵法,将之前算得的前支承与后支承径向刚度代入,计算出主轴系统在不同预紧力矩下的一阶固有频率及其临界转速,得到了一阶固有频率与预紧力矩关系的函数曲线。然后,利用锤击法进行主轴及其主轴系统激励实验,得出了主轴系统在不同的预紧力矩下的一阶固有频率,并且将实验值与传递矩阵法得出的理论值进行了对比。实验结果与理论计算值基本吻合,验证了理.【英文摘要】With the development of the technology, the CNC machine is getting m

3、ore high-speed and more precision. In order to work under the high-speed, high efficiency, and stable condition, the better structure dynamic characteristics for the CNC machine is needed. As one of the most significant element of the machine, the dynamic characteristic of the spindle has a great ef

4、fect on the efficiency, the performance and the stability for the whole machine. Therefore, the research on the factor of the dynamic characteri.【关键词】主轴系统 预紧 模态分析 传递矩阵 固有频率【英文关键词】Spindle System Preload Modal analysis transfer Matrix free Frequency【目录】数控车床主轴系统预紧与其动态特性关系的研究摘要5-6Abstract6-7第一章 绪论10-151

5、.1 数控车床简介10-111.2 国内外研究状况11-13 数控机床主轴转速现状11 数控机床主轴性能研究概况11-131.3 车床主轴系统动态特性测量方法综述13-141.4 课题来源和研究内容14-15第二章 主轴系统的有限元分析15-282.1 圆锥孔双列圆柱滚子轴承刚度计算15-232.2 单列圆锥滚子轴承的刚度计算23-242.3 轴承系统的有限元分析24-27 有限元法24-25NSYS介绍25 光轴有限元分析25-272.4 本章小结27-28第三章 主轴系统的数学建模28-413.1 主轴的数学建模现状283.2 传递矩阵法28-35 转子质量的离散化28-30 典型部件的传递矩阵30-353.3 主轴系统在不同预紧力下基于传递矩阵法的临界转速计算35-40 主轴系统转子的模型以及简化35-36 计算过程36-37 计算结果37-403.4 本章小结40-41第四章 主轴系统的实验研究41-634.1 模态分析理论41-44 试验模态分析41-44 相干函数444.2 实验设备与方法44-61 主要实验设备44-46