机床主轴的振动模态分析资料下载.pdf

机床主轴的振动模态分析资料下载.pdf

《机床主轴的振动模态分析资料下载.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机床主轴的振动模态分析资料下载.pdf（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

彭泓龙指导教师：

周里群指导教师：

周里群完成日期：

2010年5月30日完成日期：

2010年5月30日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：

CK6125机床主轴振动的有限元模态分析学号：

彭泓龙专业：

机械设计制造及其自动化指导教师：

周里群系主任：

一、主要内容及基本要求1、总结了机床、动态设计方法研究和机床主轴动静态研究的发展状况和发展趋势，在总结前人研究成果的基础上，结合当前的技术发展趋势，采用有限元方法来进行开展研究。

2、阐述学习理论基础，即振动理论（模态分析理论）,简要论述了模态参数,识别原理。

3、简要论述了有限元方法和动力学分析的基本求解过程，建立机床主轴有限元模型，合理的确定了载荷、轴承支承刚度和约束条件，选定了单元类型。

采用Lanczos法对其进行自由模态分析，得到主轴的固有频率和振型，找出工作时容易发生共振的频率域,为进一步提高精度和转速提供理论依据。

4、完成一篇关于机械方面外文期刊的翻译，字数要求3000。

二、重点研究的问题1、ANSYS的线性静力分析2、构建几何模型3、有限元模型建立4、单元类型选择和网格划分5、ANSYS动力分析和模态分析三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1查阅资料、调研2010年3月上旬2开题报告、制订设计方案2010年3月中、下旬3设计2010年4月4分析、验证2010年5月上旬5写出初稿2010年5月中旬6修改，写出第二稿2010年5月下旬7写出正式稿2010年6月初8答辩2010年6月7日四、应收集的资料及主要参考文献1黄雨华、董遇泰.现代机械设计理论和方法M，沈阳:

东北大学出版社，2001,200-2212张耀满、王旭东、蔡光起、滕立波.高速机床有限元分析及其动态性能试验J，组合机床与自动化加工技术，2004,12,15-173王启义、蔡群礼、胡宝珍.金属切削机床设计M，沈阳:

东北工学院出版社，1989,41-464Bollinger.J.GandGeiger.GAnalysisoftheStaticandDynamicBehaviorofLatheSpindlesJ，J.Mach.ToolUes.Res,Vo1.3,1994,193-2095Reddy,V.R.andSharan.A.M.Thefinite-ElementModeleddesignofLatheSpindle:

ThestaticandDynamicAnalysisJ.ASMI:

JournalofVibrations,Acoustics,StressandReliabilityindesign;

Vol.109.19876Sadeghipour,K.andCowlcy.A.TheReceptanceSensitivityandtheEffectofConcentratedMassInsertsontheModelBalanceofSpindle-BearingSystem.J.Mach.ToolDes.Vol26;

NoA,1988,415-4297SpurG等.主轴一轴承系统的计算:

利用结构修正法确定静态和动态性能.国外轴承，1991，（4）8BertRJorgensen,YungCShin.DynamicsofSpindle-BearingSystemsatHighSpeedsIncludingCuttingLoadEffects.TransactionsoftheASMEJournalofManufacturingScienceandEngineering,1998,120:

387-3999GD.HagiuetaLDynamicCharacteristicsofHighSpeedAngularContactBallBearings.Wear,1997,211

（1）:

22-2910付华.主轴部件的动态特性及动力修改D，江苏工学院，199211肖曙红.前支承为三联角接触球轴承的主轴组件的性能分析和简化计算D大连理工大学，199412费仁元、黄旭东、杨家华、宋国荣、殷德义、邢巨恒.主轴部件动态参数确立的实验方法研究J，北京工业大学学报，1999,（0）:

33-3813史安娜、王浩.主轴部件三维实体模型的有限元分析法阴，机械设计与制造，2000,2:

18-2014刘素华.加工中心用电主轴的研究与设计D，北京理工大学，2000湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号2006183836姓名彭泓龙专业机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书）题目：

CKS6125机床主轴振动的有限元模态分析评价项目评价内容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；

2.难度、份量是否适当；

3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。

能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；

2.是否有综合运用知识的能力；

3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；

4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；

5.工科是否有经济分析能力。

论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；

实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；

技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；

2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；

3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。

综合评价评阅人：

2010年6月日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学号：

机械设计及其自动化毕业论文（设计说明书）25页图表0张论文（设计）题目：

CKS6125机床主轴振动的有限元模态分析内容提要：

主轴选的是沈阳机床一厂生产的CKS6125型数控车床主轴为试验对象，主轴实体模型采用Solid45单元，另外主轴材料主要采用40Cr钢,利用ANSYS有限元软件对主轴进行静、动态特性分析，确定合理的边界条件，改善主轴部件的静动态特性，并采用合理的数学建模方法进行对比分析。

简叙了模态分析理论的基本概念和原理,对数车床主轴数值模拟计算这个方面进行了结构动力学的分析和研究。

论述了有限元方法和动力学分析的基本求解过程，建立机床主轴有限元模型，合理的确定了载荷、轴承支承刚度和约束条件，选定了单元类型。

采用Lanczos法对其进行自由模态分析，得到主轴的5个固有频率和振型，求出主轴的前五阶固有频率为:

0.759e-4Hz、874.74Hz、874.74Hz、1019Hz、1019Hz，找出工作时容易发生共振的频率域，采用ANSYS对机床主轴进行模态分析验算,为进一步提高精度和转速提供理论依据,为进行结构改进提供理论指导。

指导教师评语该生在毕业设计中认真主动，及时完成了指导老师规定的任务。

较好的熟悉了ANSYS软件，建模方案合理，求解正确，较好的完成了课题中提出的实际问题。

设计期间遵守校规校纪，表现良好，成绩建议评为中等指导教师：

年月日答辩简要情况及评语答辩小组组长：

年月日答辩委员会意见答辩委员会主任：

年月日目录目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1课题研究的背景及意义11.2数控机床主轴研究现状21.3主轴性能研究概况31.4本课题的研究内容4第二章理论基础62.1模态分析理论62.2本章小节10第三章机床主轴的有限元分析113.1有限元简介及ANSYS软件应用113.1.2ANSYS软件应用123.1.2.1ANSYS的线性静力分析123.1.2.2分析步骤123.2机床主轴有限元分析模型123.2.1构建几何模型123.2.2有限元模型建立133.2.3单元类型选择和网格划分143.3机床主轴振动模态分析错误！

未定义书签。

错误！

3.3.1ANSYS动力分析错误！

3.3.2模态分析错误！

3.4本章小结21结论22参考文献23致谢错误！

附录一英文文献翻译附录二英文文献原件机床主轴振动的有限元模态分析机床主轴振动的有限元模态分析摘要：

摘要：

机床发展日益朝向高速度和高精度的方向发展，这对机床的设计提出了更高的要求，需要采用更加先进和合理的设计方法来完成机床设计。

作为一种先进的设计手段，动态设计方法已经成为企业提高竞争力的重要方面。

要进行动态设计，前提是对机床的动态性能作出正确的分析。

主轴是数控机床的重要组成部分，其动态特性的好坏对机床的性能有着重要的影响。

因此，对主轴部件进行动态特性分析十分必要。

为了提高机床的设计水平，将现代化的设计方法应用于机床的设计，主要是对现有数控机床CKS6125主轴振动进行模态分析，为进一步进行动态设计打基础。

本文态参数,识别原理；

（1）简要论述了有限元方法和动力学分析的基本求解过程，建立机床主轴有限元模型，合理的确定了载荷、轴承支承刚度和约束条件，选定了单元类型。

采用Lanczos法对其进行自由模的具体研究内容；

（2）总结了机床、动态设计方法研究和机床主轴动静态研究的发展状况和发展趋势，在总结前人研究成果的基础上，结合当前的技术发展趋势，采用有限元方法来进行开展研究；

（3）简要论述了模态分析，得到主轴的固有频率和振型，找出工作时容易发生共振的频率域,为进一步提高精度和转速提供理论依据。

关键词关键词:

有限元分析；

模态分析；

机床主轴；

振动IISpindlevibrationmodalanalysisbyfiniteelementmethodABSTRACTHigh-speedandhigh-accuracyarethetrendsindevelopmentofmachinetool,weneedtouseadvancedandappropriatemethodtodesignmachinetool.Asawaytoimproveenterprisescompetitivepower,thedynamicdesignmethodhasbeenplayedanimportantrole.Theanalysisofdynamicperformanceisthepremiseofdynamicdesign.SpindleisakeypartofCNCmachine;

itsperformancewillaffectthemachinesperformanceandqualityofworkpiecemostly.Itsdynamiccharacteristicisanimportantinfluenceforthefunctionofthetoolmachine.ToimprovedesignlevelanduseadvanceddesignchoseMachineToolsCKS6125todostudyondynamicperformanceandapplication.Thepaperisbasedonthestudyandthemainlyworkisstudyondynamicperfor