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1、ee高速加工中心电主轴的静动态特性分析ee（ee）指导老师：ee摘要：作为加工中心重要部件之一的电主轴，研究电主轴系统的静动态特性分析为加工中心的发展奠定基 础，本文研究主要内容如下；第一 ;从设计电主轴应考虑的问题出发，确定电主轴的基本参数及其结构，合理选择轴 承及确定轴承的支撑形式，主轴的冷却方式，润滑方式等。第二 ;应用机械动力学原理，建立符合高速主轴单元的动 力学微分方程，通过求解得到固有频率和振型，分析影响电主轴静动态特性的主要原因。第三 ;应用 ANSYS 软件对电 主轴单元进行了模态分析和谐响应分析。模态分析得到了电主轴的各阶振型和固有频率，以及临界转速；谐响应分 析得到电主轴前
2、端对频率的响应位移曲线，并提出改善电主轴动态特性的措施。关键字：电主轴；静态特性；动态特性；ANSYSeeAnalysis Of Static And Dynamic Characteristics Of High Speed Machining Center Spindleee (ees) Tutor:eeAbstract: As one of the important components of machining center spindle, electro-spindle system of static and dynamic characteristic analysis of
3、 the Foundation for development of machining centers, and main contents of the paper are as follows.Firstly spindle from the design issues that should be considered to determine the basic parameters and structure ofspindle and bearing selection and determine reasonable bearing form of support, the s
4、pindle cooling, lubrication and so on.Secondly mechanical dynamics, high-speed spindle dynamics of differential equations was established, obtained by solving natural frequencies and modes, analyzing the main cause of electric spindle of static and dynamic characteristics.Thirdly application of ANSY
5、S software in electric spindle units the modal analysis and harmonic response analysis. Modal analysis of spindle of the first mode shape and natural frequencies and critical speeds; harmonic response analysis electro-spindle on frequency response curve, and measures was proposed to improve dynamic
6、characteristics of electric spindle.Key words： Electric spindle: Static characteristics:Dynamic characteristics:ANSYS.ee- I -目录1.绪论.11.1 课题研背景及意义.11.2 电主轴技术的研究现状.11.2.1 高速电主轴国内研究现状.11.2.2 高速电主轴国外研究现状.21.2.3高速加工中心的电主轴的国内外的发展趋势.21.3 本课题研究的目的.31.4 本章小结.32.高速电主轴.42.1 高速电主轴设计中应考虑的问题.42.2 高速电主轴的基本参数与结构.42
7、.2.1 高速电主轴的基本参数.42.2.2 高速电主轴的结构.52.3 高速电主轴的支撑形式与轴承选择.62.4 高速电主轴的润滑.62.5 高速电主轴的冷却.62.6 电主轴的静态特性.72.7 主轴的动态特性.72.7.1 电主轴单元多自由度振动微分方程.82.7.2子空间迭代法 . 112.8本章小结 .12ee- I -3.电主轴静动态特性的有限元分析 . 133.1 电主轴有限元模型的建立 . 133.2电主轴静力学分析 .143.2.1 典型受力条件下的主轴受力计算 . 143.2.2 电主轴单元静力分析 . 153.3 高速电主轴的模态分析 . 163.4高速电主轴的谐响应分析 . 183.5提高电主轴单元动态性能的措施 . 193.6本章小结 .
