刚性主轴结构参数的确定与优化设计

设计刚性主轴时,常因主轴结构参数选择不当而影响主轴刚度,从而不能满足加工精度和表面粗糙度等要求。因此合理确定结构参数及其相互间的协调关系,是极为重要的。主轴的实际工作情况比较复杂,影响因素很多。本文针对主轴的一些主要结构参数,如支承跨距、悬伸段尺寸、前后支承刚     

结构参数对砂轮主轴系统动态性能的影响

以某数控螺旋锥齿轮磨齿机为研究对象,建立主轴系统的有限元模型,并进行模态分析和谐响应分析,得出特定工况及不同结构参数下主轴系统的较低阶固有频率、振型以及位移的幅频响应曲线和动柔度的Nyquist曲线,进一步分析支承跨距、支承刚度等结构参数对主轴系统固有特性的影响以及对其抗振性能的影响.分析过程中,运用APDL语言将磨齿机主轴系统的关键尺寸参数化,修改预置参数中的跨距后可重新生成新模型,从而使建模和求解的效率大大提高.研究表明,支承刚度对模态影响较大,刚度增加可使第一阶固有频率较大幅度地提升,支承跨距对模态的影响相对较小.要提高该数控螺旋锥齿轮磨齿机的加工精度及加工能力,应使支承刚度达到3450 N/μm,同时将主轴系统支承跨距由原来的260 mm增大到300 mm.     

机床主轴部件结构参数变化对其动态性能的影响

论述了利用激振测试及有限元计算的方法，分析研究主轴部件支承预紧力、支承跨距、端部装卡零件质量、主轴孔径诸结构参数变化时对其动态性能的影响     

机床主轴部件的实用计算与分析

本文讨论了有关参数对主轴部件静刚度的影响，设计了计算线图。它可用来迅速确定主轴部件的实际刚度、可能达到的最佳刚度和最佳支承距。本文建议：主轴部件支承距的合理范围为最佳支承距的１．４～１．６倍，以兼顾静刚度和主轴结构布局的要求。     

基于流固耦合分析的超高速微切削空气静压电主轴支承结构优化

借助有限元分析软件ANSYS对具有不同支承结构的超高速微切削空气静压电主轴进行全参数三维实体建模,运用流固耦合的有限元方法分析电主轴的各种结构方案,并进行承载特性分析对比,优选出空气静压电主轴的支承结构。结果表明,前支承对电主轴的承载影响最大,主轴悬跨段的设置对提高承载性能的贡献较小,为加强主轴刚性,可以选择主轴前段采用多排孔轴承的支承结构。     

基于ABAQUS的JKM8330数控机床砂轮主轴有限元分析

应用Python语言实现对ABAQUS的二次开发,建立了JKM8330数控机床砂轮主轴的三维模型,采用弹簧单元模拟轴承支承的弹性支承边界条件,建立了砂轮主轴的动力学有限元分析模型,研究其在不同边界条件下的模态特性。通过参数化讨论的研究方法,深入研究了主轴振型对高速数控磨床加工精度的影响,获得了不同弹性支承刚度对主轴模态频率的影响规律。研究结果为高速数控磨床的结构优化设计提供了理论依据。     

风电机组主轴热固耦合特性研究

通过热固耦合方法,进行了风电主轴温度场及热应力场分析,考虑了载荷、支承结构和支承跨距3个因素,完成了对主轴热应力影响因素的研究。发现了主轴次表面下40 mm范围内受环境温度影响大,承受交变应力幅度大;针对后端浮动状态或者为单轴承支承状态,发现了主轴受热产生轴向变形大,说明了消除温度场变化对齿轮箱行星轮系产生浮动影响;通过主轴支承跨距变化的分析,得出了约束端材料应力应变状态,提出了在选择主轴支承跨距时,需要计算温度场变化引起应力集中处平面应变状态情况。     

机床主轴前支承轴承间距对机床主轴动态性能的影响

通过实验得到主轴前支承轴承间距与支承刚度的关系式。按集中参数法建立了主轴部件的力学模型，并对主轴部件的动态响应进行了计算，讨论了支承轴承间距对几种不同类型机床主轴动态性能的影响。     

三支承车床主轴的刚度及参数优化

对三支承车床主轴从辅助支承发生作用的条件出发,假设3个支承在载荷作用下的变形呈线性关系,由此对辅助支承约束力求解,从而将超静定问题转化为静定问题,得到了主轴端部柔度(刚度的倒数)计算公式,然后根据主轴部件设计的需要,采用遗传算法对主支承跨距、辅助支承跨距和传动力作用位置等参数进行综合优化,对三支承结构的机床主轴设计有一定的参考意义。     

高速插齿机主轴静压支承流体仿真分析

应用有限元软件对高速插齿机主轴静压支承进行了流体仿真分析,计算出了油膜的承载能力、刚度以及流量.分析了静压支承中偏心率、径向间隙以及支承结构参数对油膜承载能力和刚度的影响,得出了油膜承载能力和刚度随这些因素变化的规律.     

小型高速精密气浮气动主轴的研制

针对微结构的超精密磨削要求,设计了一种涡轮驱动的小型气浮主轴。采用了涡轮叶片作为动力结构部分,由压力气体驱动,带动主轴高速旋转;同时也采用了空气静压轴承作为支撑;建立了气动涡轮的设计模型,分析了气体静压支承轴承的结构参数,仿真研究了各设计参数对轴承承载力的影响,得出了最佳的设计尺寸和主轴工作参数,对涡轮与转轴组成的整体转子进行了模态分析,计算出了主轴的临界转速,研究了主轴的加工工艺。试验结果表明:该设计合理,达到了设计要求。     

风电主轴轴承试验机轴系性能仿真分析

为校验所设计风电主轴轴承试验机的机械结构能否满足强度、刚度要求,以及作为支承的四列圆柱滚子轴承能否保证试验机的支承刚度,以某型4.5 MW风电机组主轴轴承试验机轴系为研究对象,利用有限元方法对不同主轴刚度下支承轴承的载荷特征进行分析计算,结果表明：主轴的刚度和强度满足设计要求;四列圆柱滚子轴承的刚度和最大接触应力也能满足要求;主轴刚度不仅影响四列圆柱滚子轴承各列滚子的最大载荷,同时影响承载滚子的数量。     

垂直轴风力发电机主轴结构优化设计

在全面分析垂直轴风力发电机主轴结构和受力的基础上,运用ANSYS Workbench建立垂直轴风力发电机主轴的参数化有限元模型。以主轴的强度和刚度为约束条件,以主轴质量最小为目标。对主轴的内径、支承跨距、轮辐与支承的距离和轮辐跨距进行了优化计算。并对优化前后结果进行了对比分析。计算结果表明:垂直轴风机主轴结构优化后,在保证各项力学性能的前提下,主轴质量得到较大幅度的减小。从而降低了主轴的生产成本,提高了垂直轴风力发电机的市场竞争力。     

斜轴式轴向柱塞泵轴承结构初析

随着斜轴式轴向柱塞泵和斜轴式轴向柱塞马达(以下简称斜轴泵)工作压力的不断提高,斜轴泵的关键环节——主轴支承部分的工作寿命将直接影响斜轴泵本身的工作寿命。为了提高斜轴泵的工作可靠性,对斜轴泵主轴支承部分进行研究分析,改进结构提高性能是非常必要的。本文就斜轴泵主轴支承部分的典型结构、影响轴承寿命的若干因素以及如何保证成对使用的向心推力轴承受力均匀等进行初步分析。一、斜轴泵主轴支承轴承的基本类型及其组合型式由于斜轴泵转速和压力较高,并且受泵的体积限制,主轴支承轴承相互的间距不能过大,所以主轴支承轴承所承受的负荷一般都很大。目前在斜轴泵主轴支承中应用较多的滚动轴承有:向心球轴承、向心圆柱滚子轴承、向     

重型卧式数控车床主轴系统动力学分析

通过对重型卧式数控车床主轴-滚动轴承系统的研究,建立了前支承为双列圆锥滚子轴承,后支承为单列圆锥滚子轴承的主轴系统的动力学微分方程。通过改变圆锥滚子轴承内滚道接触角、圆锥滚子的半锥角、主轴系统角频率和滚子数量,在考虑与轴承性能参数有关的变刚度和变阻尼系数的基础上,得到这些参数对主轴—轴承系统的影响。为机床主轴系统的优化设计提供理论依据。     

油膜辅助支承在机床主轴上的应用

当前,90％以上的机床主轴采用滚动轴承,提高机床滚动支承主轴系统的性能,已成为试验研究和现场应用中普遍重视的问题。在科研和设计工作中,采用三支承主轴结构已是众所周知的措施之一。理论和实践证明,前支承和中支承为主要支承(可施加预紧力)、后支承为辅助支承(有游隙)的主轴系统,与前支承和后支承为主要支承、中支承为辅助支承的主     

机床主轴部件精化途径

机床主轴部件包括主轴以及支承系统、传动系统、调整装置等。其中主轴和支承部件是影响主轴工作精度的最重要因素。通常在机床大修及改造中,主轴部件的几何尺寸和强度问题,受到原设计结构的一些限制,不易作较大的改动。只能根据每种机床的不同条件,采取以下提高精度的措施。一、提高主轴的回转精度 1.提高主轴的回转刚度 (1)采用附加支承和中间支承,以及采用主轴传动力矩卸荷装置等,以消除主轴因受力产生的弯曲变形,因为主轴的挠度和变形将直接影响机床的加工精度。主轴传动力矩卸荷装置参看图1。电动机通过连组三角皮带、皮带轮、销钉、橡皮环及盖板,将运动     

制造装备主轴优化设计及其软件研制

给出制造装备主轴优化设计及其软件的设计思想。该软件供车床、铣床等制造装备主轴部件的一组结构参数作优化设计，软件的功能广，可为两支承或三支承的主轴部件设计，又可把主轴支承变形量计入或不计入主轴刚度计算中，主轴的工作状况、支承类型及结构条件都可由制造装备性能的需要作实时选择。用软件包设计，使主轴部件具有最佳刚度，它与人工设计方法相比，不仅设计质量高，而且可提高设计效率达百倍以上，经实例验证并取得了很好的效果。     

气浮主轴轴向闭式支承系统静特性数值分析

求解气体润滑问题的最大难点在于如何获得雷诺方程的精确解。为了提高气浮主轴轴向支承系统的设计精度,在建立小孔节流气体静压止推轴承润滑数学模型的基础上,运用有限元方法对雷诺方程进行离散化。基于MATLAB7.0工具平台,采用超松弛迭代法,开发求解气体静压止推轴承压力方程与静特性的数值仿真软件。以某气浮主轴轴向闭式支承系统静特性参数设计为例,通过数值仿真,获得单侧止推轴承润滑气膜的压力分布,及不同节流孔直径与不同供气压力下的静特性性能;以刚度最大为优化目标,确定该气浮主轴止推轴承的结构参数与操作参数,并由此获得闭式支承系统的静特性。     

高速多支承气体静压轴承电主轴的承载特性研究

基于单元气体静压轴承的承载性能，简化多支承气体静压电主轴的支承和主轴结构，建立了有限元分析模型，借助ANSYS软件分析轴系的各种结构方案，并进行承载特性分析对比。研究分析多支承结构的承载机理，总结出提高气体静压电主轴承载特性的措施。分析了不同主轴结构和轴承布置对电主轴承载特性的影响，优选出了的多支承静压轴承电主轴结构。