高速電主軸的動靜態(tài)特性分析與優(yōu)化設計.pdf

1、高速加工是先進制造領域內的核心技術之一。高速加工技術可以使產(chǎn)品的加工質量和生產(chǎn)效率得到顯著的提升。高速加工制造技術，主要依靠于高速自動化機床來實現(xiàn)。電主軸是高速自動化機床的關鍵部件之一。電主軸的動、靜態(tài)性能是對高速自動化機床性能產(chǎn)生影響的關鍵因素。所以，有必要對電主軸單元的動靜態(tài)性能進行分析和優(yōu)化設計，以此來完成對電主軸的性能的改善，從而達到使高速自動化機床的加工能力得到提升的目的。
　　本文對所研究的高速電主軸的一般形式和基本結

2、構進行了簡要的說明，在針對電主軸單元的結構特點進行分析的基礎上，對主軸系統(tǒng)進行了動力學建模，并且應用有限元分析軟件，對電主軸動力學模型的求解結果進行了仿真驗證及優(yōu)化設計。具體包括：
　　1.在轉子動力學和經(jīng)典力學的理論基礎上建立典型單元的傳遞矩陣，并且對電主軸動力學模型建立傳遞矩陣方程，通過MATLAB軟件編寫計算程序，完成對動力學模型的求解計算。通過求解計算，得到了主軸的前三階固有頻率和振型，驗證了電主軸動態(tài)性能能夠滿足實際的需

3、求。
　　2.利用有限元法，結合有限元分析軟件對電主軸單元建立有限元模型，對電主軸進行了靜態(tài)分析，得到了電主軸靜剛度。對主軸動力學模型的數(shù)值計算結果進行了仿真和驗證，證明了數(shù)值方法的正確性和有效性。利用有限元分析軟件的參數(shù)化計算功能，對主軸支撐軸承的預緊力、前、后軸承位置等因素對電主軸動、靜態(tài)性能的影響進行了分析。并且對于電主軸進行了諧響應分析，得到了主軸前端、轉子中部、主軸后端的動態(tài)響應。
　　3.在電主軸的動、靜態(tài)特性分