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.     

C6240F车床主轴部件动态特性计算分析

以Ｃ６２４０Ｆ车床为典型例子，根据传递矩阵法原理编制程序，计算其主轴部件的静、动态特性参数。根据计算结果分析其动态特性，捐出该部件的薄弱环节，并通过调整主轴部件的结构参数进行计算和综合分析，对主轴部件结构设计提出改进意见。     

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。     

计算机辅助评定、预测机床主轴部件的动态性能

本文以MB1420型外圆磨床砂轮主轴部件为对象,概述了简化力学模型。在集中参数模型的基础上采用传递矩阵法,编制了计算机床主轴部件动态性能的计算机程序。通过计算获得了该主轴部件的静刚度、固有频率和振型及在受迫振动下的幅频特性和幅相频特性,进而对该主轴部件动态性能进行了评定,获得了其抗振能力较差的结果。计算与实际使用情况及实验结果基本相同,并进一步说明了所选力学模型和编制的计算机程序是可信的,方法是可行的。     

组合机床刚性主轴的有限元法计算

组合机床刚性主轴部件的刚度,是这类组合机床设计中的主要内容。目前常用的计算方法,有按经验数据选取和按线图查找,以决定相应的参数。这两种方法有一定的近似性和局限性,且并只要验算合格,就不再考虑结构尺寸是否选得恰到好处。本文不仅考虑了传动力对刚度的影响,还能够同时求出所需各点的挠度和转角,而且可以根据刚度要求,自动求解最合适直径的功能。整个计算已编成通用程序,使用时只需从电传机输入数据,从数据输入到打印结果,只用3～5分钟,因此具有适用范围广、精度高和速度快等特点。     

组合机床刚性主轴的有限元法计算

组合机床刚性主轴部件的刚度,是这类组合机床设计中的主要内容。目前常用的计算方法,有按经验数据选取和按线图查找,以决定相应的参数。这两种方法有一定的近似性和局限性,且并只要验算合格,就不再考虑结构尺寸是否选得恰到好处。本文不仅考虑了传动力对刚度的影响,还能够同时求出所需各点的挠度和转角,而且可以根据刚度要求,自动求解最合适直径的功能。整个计算已编成通用程序,使用时只需从电传机输入数据,从数据输入到打印结果,只用3～5分钟,因此具有适用范围广、精度高和速度快等特点。     

水轮机整机系统动力特性分析的多级模态综合方法

采用多级模态综合技术并利用结构旋转对称的特点,建立包括转动部件和固定部件在内的水轮机整机系统动力特性分析模型。考虑到油膜特性引起的矩阵不对称性是局部的,将实模态分析与复模态分析结合,仅需对极小规模的非对称矩阵解左右复特征值问题。给出的轴—板架系统复特征值结果与整体计算结果吻合,而计算时间大为节省。大型水轮机包括主轴、顶盖、下机架和上机架的整机系统的动力特性算例中,不仅得到了主轴弯曲振动频率,而且得到了固定部件与主轴耦合振动的频率和振型。算例表明了本文模型不仅理论先进,而且能用于工程实际计算。     

基于有限元法的数控车床主轴系统频率可靠性分析

基于有限元法参数化建立主轴系统三维有限元模型,将轴承简化为弹性支撑.考虑皮带轮和卡盘的影响,对整个主轴系统进行模态分析,得到主轴系统的前八阶固有频率及固有振型.进行临界转速分析,将工作转速与非零最低阶频率对应的转速进行比较,验证主轴设计的合理性.利用ISIGHT集成ANSYS进行正交试验设计并计算非零最低阶固有频率,将有公差范围要求的轴段的直径和长度以及基本物理参数作为随机变量,采用BP神经网络拟合主轴系统非零最低阶固有频率与随机变量之间的关系.利用一次二阶矩法计算主轴系统在特定转速下的可靠度并求解各随机参数的可靠性灵敏度.     

磁流变阻尼器的有限元参数优化设计

磁流变阻尼器结构优化设计是高性能磁流变阻尼器研制及应用的关键技术。在传统磁流变阻尼器设计方法的基础上,将有限元分析方法引入结构优化设计程序中。针对某汽车磁流变阻尼器的设计、开发,建立了优化模型,提出了磁流变阻尼器优化设计计算流程。采用有限元分析软件ANSYS的参数化编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language),对汽车磁流变阻尼器的结构参数进行了优化。研究结果表明:采用参数化编程语言APDL程序对磁流变阻尼器进行优化设计,结构体积明显减小,磁场分布更加合理,能量利用率增加,阻尼力调节范围满足实际工程需要,优化设计方法是可行和有效的。     

自卸型农用运输车的总体设计

本文论述了总体设计中整车重要的外廓参数、质量参数、结构几何参数的选择；并对整车的质量分配及动力性作了理论计算，根据计算结果，合理选择了发动机等各大总成；通过对整体参数的设计与计算，对各部件的设计提出了系统合理的设计要求。     

磁盘存贮器结构设计中若干参数的计算方法

本文对磁盘存贮器的若干重要的结构参数进行了理论分析,以ZPC-202型磁盘存贮器为例,提供了关于可换盘组、主轴部件和取数臂加载片簧等部件若干重要参数的静态计算方法.     

发动机涡轮静子优化设计系统开发

以大型有限元分析软件ANSYS为计算分析平台,开发了发动机涡轮静子结构优化设计系统。该系统将传统的经典强度计算理论、工程有限元数值计算方法以及现代优化设计技术相结合,建立了涡轮静子部件的结构优化设计平台。通过CAD参数建模技术与CAE分析技术的结合,实现了几何建模→数值参数化→有限元分析→遗传算法优化的完整的技术路线。以涡轮静子部件内环孔洞形状优化为例,进行了软件的实际应用,计算表明该系统为发动机涡轮静子结构的快速优化提供了一个强有力的高效设计工具。     

喷水推进器进水流道参数化设计与应用

为了优质高效地设计喷水推进器的进水流道,使其流体动力性能综合兼优,提出了喷水推进器进水流道的一种参数化设计方法.该方法将进水流道的三维几何结构用16个相互关联的参数来描述和构建.流道背部与船体的交界区域以及流道的唇部等流动复杂的区域采用贝塞尔曲线构建.调整16个参数中任一参数的值,其他参数能够根据参数间的关联性自动变化,为快速、灵活、精确地构建和修改进水流道几何结构创造了条件.参数化方法设计的进水流道的综合流体动力性能采用计算流体力学方法进行数值计算,并根据分析结果有针对性地进行流道结构的再调整.将流道几何的参数化建模与流体动力性能的数值计算联合使用能够实现综合流体动力性能优良的进水流道的快速设计.该参数化设计方法用于某喷水推进艇进水流道改进设计时取得了良好效果.     

基于混合蛙跳算法的机床主轴优化设计

对机床主轴的多参数优化设计的群智能算法进行研究.通过分析主轴的受力情况以及边界条件,建立了机床主轴的非线性约束优化的数学模型;同时介绍了混合蛙跳算法(Shuffled Frog Leaping Algorithm,SFLA)的基本原理,并将SFLA应用到实例计算中,得到了机床主轴结构参数的优化组合.试验结果表明,SFLA比其他常规优化算法的求解结果更可靠,充分显示了SFLA在机床主轴部件优化设计中的效益和应用价值.     

机床主轴跨距变化对其静、动态刚度的影响

为了合理设计机床主轴的结构,分析研究机床主轴的结构参数对其动态持性的影响,是非常重要的问题。其中机床主轴跨距变化,对其静态刚度的影响,早在五十年代中,西德机床设计工作者R.Piekenbrink利用材料力学理论,进行了分析计算。随着机床动态特性的研究和有限元、电子计算机的应用,大型结构的动态分析程序,已经应用到实际问题中。     

机床主轴部件的有限元模型

本文应用有限元法建立了一个机床主轴部件的数学模型,用以计算主轴部件及各种轴类部件的动静态特性,自动显示静挠度及各阶振型。最后,以CW6163-AL型普通车床的主轴部件为例,对模型进行拟合验证,讨论了该部件的最佳参数并得到了几点有实际意义的结论。     

滚动支承主轴部件的结构设计与计算

金属切削机床的主轴部件通常采用滚动轴承和滑动轴承(动压、静压和用空气润滑)做支承。上述轴承类型的应用范围取决于主轴的精度和速度参数,以及加工精度(加工另件的不圆度△r)见表1。     

主轴部件的信息表达与模糊决策初探

使用分层编码系统表达主轴部件的信息，用海明距离进行模糊决策以选择较优的主轴部件设计方案。     

两类极值问题的曲柄滑块机构设计

以曲柄长度为设计参数,分别给出了按行程速比系数和最小传动角综合曲柄滑块机构的解析法,确定了设计参数的选择范围.解决了按给定行程速比系数综合最小传动角取得最大值以及按给定最小传动角综合具有最大行程速比系数的曲柄滑决机构的两类极值问题,给出了设计公式和线图.此方法既能进行设计的可行性判断,又能一次性确定机构参数,避免了迭代和验算,使机构综合工作快速准确.     

机床主轴的模糊可靠性设计

针对机床主轴常规设计不考虑设计参数的随机性和模糊性 ,本文将模糊可靠性引入到机床主轴设计中 ,提出将传统刚度校核中的许用变形量用模糊量代替 ,推导了机床主轴模糊可靠度的计算公式 ,且计算实例的结果表明对机床主轴进行模糊可靠性设计更能体现实际情况 ,可靠度的计算更趋合理。