基于流固耦合的插齿机静压主轴结构优化设计

液体静压轴承由于具有较高的旋转精度和油膜刚度等特点广泛应用于精密、高速插齿机主轴上,然而主轴往复运动引起的发热以及摇杆对主轴侧向作用力的周期性变化将导致静压油膜刚度发生变化,从而影响加工精度。针对大齿宽长行程插齿机YKW51160的静压主轴刚度不足问题,建立油膜有限元分析模型,采用静压油腔边缘倒角和回字形油腔2种结构优化设计方案以提高静压油膜刚度和承载能力;基于流固耦合方法对优化后的静压轴承承载能力以及油膜刚度进行分析验证。仿真和实例计算结果表明:优化后的轴承承载能力和油膜刚度最大提升12%和12.3%,满足摇杆对主轴径向周期性的冲击所需的承载能力和油膜刚度要求。