Z671-基于ANSYS的数控机床主轴的有限元分析 下载积分：50　资料编号： Z671

作品包括:

Word版设计说明书1份，共54页，约20000字

开题报告一份

PPT答辩一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共1张

摘要

数控机床在机械制造领域占据占据着非常重要的地位，而机床主轴系统对于一台数控机床的整体性能起着关键性的作用，机床主轴的特性分析是实现高速、高精度、高效率的重要途径，因此，对机床主轴进行有限元建模，静态分析及动态分析具有重要意义，针对主轴的薄弱环节提出优化改进意见对提升机床的整体性能具有一定的理论和现实意义。

为提高机床主轴主轴的工作性能，本文对HTC3250 数控车床的主轴为研究对象，借助有限元分析软件进行辅助分析，主要的工作内容如下：

（1）利用ANSYS有限元分析软件，利用软件自身的结构参数化设置，合理的选用边界条件约束，建立了与实际较为符合的三维模型；

（2）研究了有限元静力学方程，并计算了主轴在实际中所受的切削力大小，对主轴进行了静态分析，通过分析得到了机床主轴的受力云图，根据分析结果，找到了机床主轴的薄弱环节。

（3）通过对动力学有限元法的学习，对机床主轴进行了模态分析，通过对结果的分析研究，得到了机床主轴的临界转速和共振频率等重要的动态参数。验证了机床主轴最高转速满足实际使用要求。

（4）研究了不同主轴轴向长度对主轴实际工作情况的影响，并提出了对主轴结构参数改进提出了建议。通过改进前后的各个数据进行对比，验证了改进后的结构参数较为合理。

本文对机床主轴进行了静动态分析有限元分析，找到了机床主轴的薄弱环节，并对主轴轴向尺寸提出了结构尺寸的改进，其有限元参数建模的过程为其他轴类零件的有限元建模提供了理论依据，对机床主轴结构尺寸提出了改进方案，对提升机床的性能有重要的理论和现实意义。

关键词：机床主轴；有限元分析；静态分析；动态分析；优化改进

目  录

摘  要 I

ABSTRACT II

目  录 IV

第1章 绪  论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 机床主轴特性分析在国内外的发展现状 1

1.2.1 机床主轴特性分析在国外的研究现状 1

1.2.2 机床主轴特性分析在国内的研究现状 2

1.3 机床主轴特性分析的概述 2

1.4 总结 2

1.5 研究的问题拟采用方法及思路 3

第2章 有限元软件介绍及基础 4

2.1 ANSYS简介 4

2.2 有限元分析基础 5

2.2.1 有限元分析的一般步骤 5

2.2.2 有限元分析的优越性 6

2.2.3 应用领域 6

第3章 主轴有限元分析建模 7

3.1 有限元建模前处理 7

3.2 建立几何模型 9

3.3 网格划分 12

3.3.1 网格划分基本步骤 12

3.3.2 网格划分注意事项 12

3.3.3 主轴模型网格划分 12

3.4 小结 14

第4章 静态分析 15

4.1 静态分析基础 15

4.2 确定数控机床主轴切削力的大小 16

4.3 机床主轴的静力学分析 17

4.4 结果分析 20

第5章 动态分析 21

5.1 动态分析概念 21

5.2 主轴模态分析步骤 23

5.3 结果分析 30

第6章 主轴的优化改进 32

6.1 优化改进基础 32

6.2 主轴优化设计的主要步骤 32

6.3 参数化优化改进 35

6.4 本章小结 36

结  论 37

参考文献 38

致  谢 40

附  录 41

本科期间发表学术论文 47

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