基才有限元方法的电主轴支承跨距优化设计

通过对某铣削用电主轴的支承特点进行分析，建立了其轴承一主轴系统的参数化有限元模型，应用有限元分析软件ANSYS的优化设计功能，以提高电主轴的刚度为目标，取前后轴承的支撑跨距为设计参数，第一阶自振频率为校核条件，对该型电主轴进行了优化设计。结果表明，优化结果虽然使主轴的一阶自振频率略有降低，但却使主轴的刚度有了较大幅度的提高。     

超高速气体静压电主轴支承结构的优化设计

对于高精密、高精端、超高速的加工机床而言其核心部件毫无争议是静压轴承,而根据轴承—主轴系统支承理论,电主轴的抗弯刚度和气体轴承的静刚度决定了气体静压电主轴系统的承载能力和静刚度。因此,提高电主轴的综合性能,轴承的配置形式对于电主轴的承载能力也是至关重要的,对于不同的配置形式对应电主轴系统有着不同的系统稳定性和抗弯刚度。利用ANSYS软件将轴承和主轴进行了整体的装配结构设计后,利用流固耦合方法对提出的四种不同的支承形式分别进行了分析比较从而优选出最佳的支承形式。     

机床电主轴有限元建模与优化设计

根据几何参数和简化原则建立电主轴实体模型。采用滚动轴承拟静力学模型准确计算轴承刚度,建立主轴-轴承系统有限元模型,设计模态测试实验较好地验证了仿真结果。基于主轴有限元模型,以主轴转子外圆直径、内孔直径、悬伸量、支承跨距以及轴承配置形式为设计变量;以主轴转子一阶固有频率最大和质量最轻为优化目标;以主轴转子前端静变形、最大应力、主轴各段尺寸均在限定范围内为约束条件,对电主轴转子进行优化设计。将提出的优化方法应用于某磨齿机电主轴,优化后主轴一阶固有频率提高33%,质量减轻21%,实现了电主轴高刚性和轻质量优化目标,为电主轴数字化设计提供技术支持。     

高速精密电主轴单元的动态优化设计

以降低高速电主轴前端动柔度值为优化目标,综合利用传递矩阵法和子结构的概念,寻找薄弱模态并计算其能量分布率,提出了具体的结构改进措施,改善了高速电主轴系统的模态分布.     

基于有限元方法的电主轴模态分析

电主轴的动态特性直接影响到机床的精度进而影响到零件的精度。利用MSC.Patran/Nastran对某型电主轴进行有限元模态分析,获得了电主轴的固有频率和振型,为电主轴的响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据。     

基于MATLAB的高速磨削电主轴单元定子冷却管道的优化设计

针对电主轴单元定子表面的散热问题,研究了冷却管道的截面形状尺寸及管道的疏密程度对传热的影响。提出了确定冷却管道的最优截面形状尺寸及壁体厚度的优化设计方法,运用Matlab软件进行了优化计算,并用有限元软件Nastran对优化结果进行了仿真分析,得到了较为理想的温度分布,为实践中定子表面冷却管道的设计提供了理论依据。运用薄壁圆筒模型的相关理论,从管壁因承受冷却液内压力而产生的应力应变方面着手,通过定量分析壁厚的最小范围,优化设计高速主轴单元定子表面冷却管道的截面大小与形状,提高表面对流换热系数,增加换热面积,从而达到增强换热的目的。     

基于有限元法的电主轴轴承跨距优化设计

以铣削加工中心电主轴为研究对象,利用有限元法对轴承-转子系统进行了参数化建模。以提高主轴的静刚度和一阶固有频率为目标,在保证主轴径向圆跳动的前提下,对支撑主轴的跨距进行了优化设计。以优化设计后的最优支撑跨距对主轴进行了模态分析,利用模态分析后的主轴一阶固有频率对优化设计的结果进行了校核。结果表明,对支撑主轴的轴承跨距进行优化设计后,主轴一阶固有频率和静刚度都有一定程度上的提高。.     

高速电主轴的有限元分析

采用有限元分析软件Ansys对某高速电主轴进行了模态分析,得到其固有频率及振型,其结果为评价电主轴的动态特性提供依据。     

基于有限元方法的主轴轴承跨距优化

通过建立包括轴承结合面在内的主轴系统的有限元模型，利用有限元方法分析了一台龙门式数控镗铣床主轴部件的静刚度，并通过静刚度实验验证了该模型的有效性。随后在Ansuys环境下利用APDL语言实现有限元模型的参数化，并讨论了该主轴轴承跨距的优化问题。     

基于有限元分析方法的高速电主轴温度场仿真

高速切削加工是先进制造技术的主要发展方向之一,高速电主轴作为高速加工机床的核心部件,由于其主电动机的散热条件较差,轴承温升比较高,由此引起的热变形会降低机床的加工精度。本文对高速电主轴的温度场进行了研究,建立了电主轴的有限元仿真系统。在对整个温度场的研究中,把内部空间域离散化为有限单元,对每个单元求解,可得出有限个热传导方程,对这些温度场求解得到了所需的温度场分布图。最终实现了对电主轴温度场的预测,并据此提出了改善其热态特性的措施。     

基于有限元的机械零件可靠性设计方法

介绍了有限元分析软件ANSYS的概率分析功能,通过可靠性设计的相关理论,对机械构件进行可靠度计算。通过一个具体的实例说明了用ANSYS概率分析功能实现机械构件可靠性分析的可行性,从而为其他复杂机械设备的可靠性分析提供了新的方法。     

陶瓷轴承电主轴主轴的振动模态分析

针对实验室高速精密磨床用陶瓷轴承电主轴,在有限元分析软件中建立了三维有限元模型,对主轴部件进行了模态分析,得出了主轴前五阶固有频率和振型,对刚性支承和弹性支承情况下主轴模态进行了对比分析,为下一步进行详细的陶瓷轴承电主轴动力学分析打下基础。     

回转支承有限元接触分析

利用三维建模软件Pro/E与有限元分析软件ANSYS的无缝连接,在Pro/E中建立回转支承实体模型,导入ANSYS中进行接触分析,得到各排滚柱与滚道的接触应力分布情况。并与传统的赫兹理论计算结果及实际磨损情况对比,证明了该有限元模型的正确性,并提出了安装和使用的改进措施。     

大跨度门式刚架结构的有限元分析

通过有限元分析软件ANSYS对某生产车间大跨度门式刚架结构的有限元建模方法进行了讨论,并对整个结构做了非线性静力学分析,得到了门式刚架结构在最不利工况下的应力及应变分布图,给出了关键构件强度和刚度的分析结果,并根据分析结果提出了改进方法和建议。     

基于ANSYS有限元分析的杆端关节轴承的结构优化设计

在对GIXS系列的杆端关节轴承进行三雏计算机辅助设计的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对杆端关节轴承的主要承栽部件进行了结构优化设计,验证了设计的可靠性。以杆端关节轴承为例对系统进行了应用,验证了系统的实用性。     

基于ANSYS的主轴轴承跨距的优化设计

介绍了ANSYS优化设计的方法,并以主轴模态分析的一阶固有频率为目标函数,对CKH1450数控车铣中心主轴的轴承跨距进行了优化设计,从而提高了主轴系统的刚度,为主轴系统的热补偿提供了参考.     

基于ANSYS的有限元参数化设计理论

本文利用有限元分析软件ANSYS,将参数化设计的思想融入有限元结构分析,实现了有限元建模和分析参数化,这种方法极大地减轻了有限元分析的工作量,提高了工作效率.将参数化设计与有限元结构分析相结合,实现结构参数调整,自动生成分析模型并完成有限元结构分析.可极大地优化产品结构,缩减产品设计周期,提高产品质量.     

基于ANSYS的主轴轴承跨距的优化设计

介绍了ANSYS优化设计的方法，并以主轴模态分析的一阶N有频率为目标函数，对CKH1450数控车铣中心主轴的轴承跨距进行了优化设计，从而提高了主轴系统的刚度，为主轴系统的热补偿提供了参考。     

水基陶瓷滑动轴承轴系结构的有限元分析

水基陶瓷滑动轴承正常工作的关键是确保工作面间存在一定厚度的水膜。用Pro／E建立水基陶瓷滑动轴承所在轴系结构的实体模型，导入ANSYS后，模拟实际加载情况进行有限元分析，得出并验证了陶瓷轴颈与陶瓷轴套之间的间隙应取在60μm～70μm之间的结论，为该水基陶瓷滑动轴承的研究提供了关键数据，也为今后在该领域的研究提供了参考数据。     

数控纵切车床电主轴数字化设计分析系统研究

针对高速数控纵切车床电主轴快速设计的需要,提出一种将常规设计计算与CAE技术相结合的优化设计方法,建立了高速电主轴数字化设计系统的总体结构与设计流程,开发了常规设计计算软件并实现与ANSYS分析软件系统的结合,形成了数控纵切车床电主轴数字化优化设计分析系统。通过实例介绍了该系统的主要功能模块,该系统的应用对于企业实现电主轴快速优化设计、提高设计效率有一定的促进作用。