电主轴论文：HMC80 卧式加工中心电主轴热、动态特性分析及耦合研究【中文摘要】电主轴单元的结构设计、热态特性和动态特性在很大程度上决定了高速数控机床的加工质量和切削能力,也是影响其加工精度的重要因素对主轴单元进行热态特性和动态特性的研究,对进一步提高高速机床的工作性能有十分重要的意义本文以HMC80 卧式加工中心用电主轴为研究对象,以实现电主轴的高速、高精度为目标,采用有限元方法,运用 ANSYS 软件,对电主轴的热态特性和动态特性进行研究,具体工作如下:1.主轴动态特性的分析确定了电主轴的支承型式并计算了电主轴前后轴承的径向刚度建立电主轴动态分析的三维有限元模型,利用 ANSYS 软件对电主轴进行模态特性分析和谐相应分析分析电主轴的振型、固有频率和临界转速计算了电主轴在一般工况下的切削力,研究电主轴前端面对频率的动态响应位移,并提出改善电主轴动态特性的措施2.主轴单元热态特性的分析确定了电主轴热分析的边界条件和热载荷,建立电主轴热分析的二维有限元模型,利用 ANSYS 软件对电主轴进行稳态热分析和热—结构耦合分析。
分析电主轴单元的温升变化及温度场分布情况,对电主轴的热变形和热应力分布情况进行分析和讨论,研究温升对电主轴性能的影响,并提出改善电主轴...【英文摘要】Motorized spindle structure design, thermal and dynamic characteristics not only largely determine the quality of high-speed CNC machine tools and cutting processing capability, but also affect the machining accuracy an important factor. Motorized spindle thermal characteristics and dynamic characteristics of the study, to further improve the work performance of high-speed machine tools is very important. In this paper and to the HMC80 motorized spindle as an example. To achieve high-speed spindle, high acc...【关键词】电主轴 动态特性 热态特性 耦合【英文关键词】Motorized spindle Dynamic characteristics Thermal characteristics Coupled analysis【索购全文】联系 Q1：138113721 Q2：139938848【目录】HMC80 卧式加工中心电主轴热、动态特性分析及耦合研究 摘要 7-8 Abstract 8-9 第一章 绪论 10-18 1.1 课题背景 10-12 1.1.1 课题来源 10 1.1.2 课题研究的主要内容 10-11 1.1.3 课题研究的意义及目的 11-12 1.2 电主轴概述 12-13 1.2.1 电主轴概念 12 1.2.2 电主轴单元系统组成 12-13 1.2.3 电主轴单元特点 13 1.3 电主轴技术的发展及研究现状 13-18 1.3.1 电主轴的发展现状 13-14 1.3.2 电主轴的发展 趋势 14-15 1.3.3 电主轴热态特性的研究现状 15-16 1.3.4 电主轴动态特性的研究现状 16-18 第二章 电主轴单元的动态特性分析 18-29 2.1 电主轴动态特性分析概述 18 2.2 主轴支承型式与轴承选择 18-19 2.3 主轴轴承的预紧与刚度 19-20 2.4 电主轴的模态分析 20-24 2.4.1 模态分析的理论基础 20-21 2.4.2 电主轴的 ANSYS 模态分析的建模和网格划分 21-22 2.4.3 电主轴模态分析的加载与求解 22-23 2.4.4 电主轴临界转速分析 23-24 2.5 电主轴的谐响应分析 24-27 2.5.1 谐响应理论分析 24 2.5.2 ANSYS 中的谐响应分析 24 2.5.3 激振力的确定 24-26 2.5.4 电主轴的谐响应分析 26-27 2.6 提高电主轴动态特性的措施 27-28 2.7 本章小结 28-29 第三章 电主轴单元的热态特性分析 29-44 3.1 电主轴的热源和散热分析 29-31 3.1.1 电主轴的热源分析 29 3.1.2 电主轴的散热分析 29 3.1.3 电主轴电机的发热计算 29-31 3.1.4 电主轴轴承的发热分析与计算 31 3.2 电主轴的传热 31-36 3.2.1 电机定子与循环冷却油间的对流换热 31-33 3.2.2 电机定子转子气隙传热 33-34 3.2.3 转子端部传热 34 3.2.4 轴承与油——气润滑的对流换热 34-36 3.2.5 电主轴与周围空气的换热 36 3.3 电主轴的稳态热分析 36-39 3.3.1 ANSYS 热分析的基本原理 36-37 3.3.2 电主轴热分析的建模及网格划分 37 3.3.3 电主轴热载荷的计算 37-38 3.3.4 电主轴热分析边界条件的确定 38-39 3.4 电主轴热—结构耦合分析 39-41 3.5 改善本课题电主轴的热态特性 41-43 3.6 本章小结 43-44 第四章 电主轴动态特性与热态特性耦合研究 44-57 4.1预紧力对主轴动态特性的影响 44-46 4.1.1 预紧力对轴承刚度的影响 44-45 4.1.2 预紧力对固有频率的影响 45-46 4.2 预紧力对主轴热态特性的影响 46-48 4.3 热态特性对动态特性的影响 48-51 4.4 动态特性对热态特性的影响 51-56 4.4.1 LMS 软件简介 51 4.4.2 电主轴温升试验 51-53 4.4.3 电主轴振动试验 53-56 4.4.4 振动对轴承温升的影响 56 4.5 本章小结 56-57 结论与展望 57-59 参考文献 59-63 致谢 63-64 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 64 。