机床主轴部件静刚度计算的无量纲分析方法

本文用无量纲形式表达机床二支承和三支承主轴部件静刚度的计算公式。在此基础上,导出了二支承主轴的最佳支承距离ιo解的精确表达式,以及计及前支承角刚度条件下的主轴挠度和前支承转角的计算关系。研究了三支承主轴当支承距离改变时,获得主轴最大静刚度的条件以及主轴节点位置对刚度的影响。最后对主轴静刚度优化设计准则和方法进行了讨论。文中得出一套实用的计算图表可供设计者选用。     

机床主轴部件静刚度的分析与计算

本文讨论了如何全面地评定主轴部件的径向静刚度,采用了力学中的“影响系数”法来研究主轴部件的径向静刚度.文中还求出了在不同载荷下两支承与三支承主轴部件轴端的影响系数的表达式,分析了为获得最小影响系数的有关参数,提出了一种求两支承主轴部件最佳参数(最佳支承距、传动元件与前支承距离的最佳值)的线图法.此线图法也可用于定性地确定三支承主轴部件的上述最佳参数.     

关于机床多支承主轴部件的支承孔不同轴时一些问题的讨论

本文采用影响系数法讨论了机床多支承主轴部件支承孔不同轴时的一些影响,推导出由于支承孔不同轴时所引起的支承反作用的一般计算公式.文中着重分析了对三支承主轴部件为消除其支承反作用的不良影响应采取的措施;并将有关结论推广到多支承主轴部件.     

支承反力矩对机床主轴部件静刚度的影响

直接影响系数和间接影响系数的计算方法都可用于计算弹性多支承梁任意处的位移与任意支承的反作用.本文推导了这两种方法,并用此来研究两支承主轴部件具有支承反力矩时对其径向静刚度的影响.文中着重论述了推力支承位置、最佳支承距、传动元件位置的选择,并将研究结果推广到三支承主轴部件.     

机床主轴支承对主轴系统静、动态特性的影响

本文研究了机床主轴滚动支承的某些重要因素,如前轴承类型、轴承预加负荷、支承数目、主轴二支承结构的支承跨距、主轴三支承结构的紧支承位置及支承跨距等对主轴系统静态和动态特性的影响。     

机床三支承主轴刚度分析计算

本文应用最小应变能原理对机床三支承主轴进行刚度分析计算,并对机床三支承主轴和两支承主轴相对刚度分析比较,论证三支承主轴系统结构是提高机床刚度的有效途径。     

两支承主轴合理支距的计算

本文探讨机床中两支承主轴的合理支距的计算,该主轴可以是卸荷的,也可以是非卸荷的,其前支承可有反向力矩。本文对已有的计算公式进行了综合,并导出了一些新的计算公式。     

普通车床主轴三支承结构的综合分析

通过现已采用三支承主轴组件结构的一百八十多个不同规格、十多个国家的普通车床的资料分析:了解到该结构发展的趋向,所用普通车床的传动、类型、规格特点、主要支承与辅助支承的选用依据(结构、刚度、工艺方面)。最后较详细的分析了主轴三支承布置型式。即:双列园柱滚子轴承系统;园锥滚子轴承系统;园锥滚子、国柱滚子(球)轴承系统和为日本较多果用的园柱滚子——向心推力球轴承系统。     

机床主轴部件结构参数的确定

在设计机床主轴部件时,如何确定主轴的结构参数是一个重要的问题。本文拟在统计分析的基础上,对一些新的图表和数据较系统地作了介绍。同时,还对主轴支承间的“最佳跨距”问题,作了进一步的探讨。提出了一个“合理跨距”的概念,它是一个范围。在这一范围内选择主轴支承间跨距,可使主轴部件由于实选跨距不等于最佳跨距而引起的刚度损失在5％左右,这就给主轴部件的设计带来很大的灵活性。     

机床主轴合理支距的简化计算

本文对两支承结构、前支承可有反向力距、受有径向切削载荷的机床主轴合理支距问题进行了简要讨论,并且提供了计算其合理支距的公式和例题。     

轴承预紧力对风电主轴动态特性影响的仿真分析

轴承预紧力对风电机组主轴的动态特性有着重要的影响。首先,建立了预紧力与主轴系统的关联关系,并计算了不同预紧力对应的轴承刚度值,进而分析预紧力与刚度之间的关系。然后,建立了以圆锥滚子轴承为支承的两点式和单点式支承的风电主轴的有限元分析模型,分析了预紧力对两种支承方式的风电主轴模态振型、固有频率、临界转速以及稳定性的影响。结果表明：圆锥滚子轴承预紧力增大会引起轴承刚度增大,可进一步提高主轴的固有频率、临界转速和稳定性;单点式支承比两点式支承的主轴临界转速大以及更稳定。合理选取轴承预紧力,可提高主轴的稳定性。     

载荷状况对机床三支承主轴疲劳寿命的影响

载荷状况和支承形式对轴的疲劳寿命具有重要影响.以机床三支承轴为研究对象,建立三支承主轴组件的有限元模型,应用基于临界面法的FS和SWT多轴疲劳寿命预测模型,通过计算应力应变估算疲劳寿命.结果表明:三支承轴在低速重载下的疲劳寿命随着载荷的增加而降低,破坏位置位于齿轮和轴配合处,在计算转速附近,破坏位置改变到前支承处,在计算转速之后轴的疲劳寿命又随着载荷的增加而降低,降低速度也随之变缓.三支承轴的疲劳寿命随着轴承位移的增大随之降低,在中间支承处的轴承位移影响最大,其次是后支承处,最小是前支承处.     

机床主轴部件动、静特性有限元分析

主轴部件是机床的关键部件,它的动、静特性对这台机床的生产率和加工精度都有重要的影响. 对一个典型的三支承主轴部件,其传统的简化计算方法是把主轴简化为等截面的梁来计算.如图1所示:P及P_g分别为切削力及齿轮传动力;M_1、M_2、M_3为附加集中质量.按图1简化的主轴,对其进行静刚性计算,显然是静不定问题,这可以用卡氏定理或三弯矩定理     

机床主轴部件的刚度分析

本文对影响机床主轴部件静刚度的一些因素进行了分析,并提出为提高主轴部件刚度所应注意的事项。如主轴受力的部位和方向的影响,考虑轴承也具有弹性变形时的合理的支座距离和悬臂比,主轴断面形状对刚度的影响,滾动轴承的刚度、配合间隙、接触变形和弹性变形等对主轴部件效果刚度的影响等。最后并推荐考虑轴承具有弹性位移而影响支座位置时,主轴部件刚度的计算方法。     

鼠笼弹性支承的刚度计算及其影响因素

为了更加准确地计算出鼠笼弹性支承的刚度值,基于鼠笼弹性支承受力特性、鼠笼的加工方法和理论公式的推导等,进行了鼠笼弹性支承刚度的计算和影响因素分析。首先,在现有计算公式的基础上,结合鼠笼的加工方法和几何关系对理论计算公式进行了进一步的推导;然后,结合实验测试分析了鼠笼半径对鼠笼弹性支承计算刚度值的影响;最后,对比了推导公式和现有公式的计算准确性。研究结果表明,鼠笼半径对鼠笼弹性支承计算刚度值的影响较小,同时推导公式比现有公式计算的结果更加准确。     

鼠笼弹性支承的刚度计算及其影响因素的分析

为了更加准确地计算出鼠笼弹性支承的刚度值,基于鼠笼弹性支承受力特性、鼠笼的加工方法和理论公式的推导等,进行了鼠笼弹性支承刚度的计算和影响因素分析。首先,在现有计算公式的基础上,结合鼠笼的加工方法和几何关系对理论计算公式进行了进一步的推导;然后,结合实验测试分析了鼠笼半径对鼠笼弹性支承计算刚度值的影响;最后,对比了推导公式和现有公式的计算准确性。研究结果表明：鼠笼半径对鼠笼弹性支承计算刚度值的影响较小,同时推导公式比现有公式计算的结果更加准确。     

高速机床主轴部件有限元分析

在对主轴部件分析模型进行研究的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟轴承支承的方法,建立了主轴部件动力学分析有限元模型.分别建立了采用两组和三组弹簧阻尼单元,且弹簧阻尼单元沿圆周方向以不同角度布置的机床主轴有限元模型,分析了不同支承情况及弹簧阻尼不同布置角度对主轴模态分析的影响.在对比分析的基础上,确定了合理的分析模型.以沈阳第一机床厂研制和开发的CHH6125高速数控机床主轴为对象,对主轴部件进行有限元模态分析和谐响应分析,并将其和机床试验的结果进行对比,验证了有限元分析模型的正确性.     

凸轮轴高速数控磨床主轴静动态特性

以凸轮轴高速数控磨床主轴系统为研究对象,对主轴系统进行了三维有限元建模.建模过程中,将轴承支承简化为弹性支承,利用有限元分析软件Ansys Workbench对主轴系统进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析.得出主轴系统应力应变云图,主轴系统的前6阶固有频率和振型以及频响曲线图,并计算出主轴系统的静刚度和相应的临界转速.分析结果说明,主轴系统在工作过程中不会发生共振,且主轴的共振频率范围发生在2 800 Hz附近.对主轴系统的静刚度进行试验测试验证有限元分析的可靠性,两者之间的误差为12.9%.     

关于评定主轴部件刚度的几个问题

本文导出了考虑剪切变形和回转效应时的主轴部件动力学方程;研究了剪切变形与回转效应对主轴部件刚度的影响; 根据分析与计算的结果,指出了评定主轴部件刚度时应考虑的几个问题.     

三弹性支承纺纱锭子的研究——第二部分:运动方程及临界转速

本文采用低刚度小阻尼弹性支承理论和刚体动力学理论建立了新型锭子——低刚度小阻尼三弹性滑动轴承支承纺纱锭子的力学模型和运动微分方程;由运动微分方程导出了锭子临界转速的计算公式及二临界转速的估算公式;在不同参数下实际计算了锭子的临界转速值,并分析了参数的变化对锭子临界转速的影响;得出了一些有用的结论。