基于滚珠丝杠副的数控机床进给系统振动特性研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:okoldtiger
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滚珠丝杠副作为进给系统主要传动部件,结构复杂,其传动方式很大程度上影响系统的振动特性,进而影响数控机床进给系统机械加工质量和精度,因此为了提高加工质量和精度,从影响滚珠丝杠副的关键因素入手研究机床进给系统的振动特性已经成为国内外大多数学者的研究热点。论文以数控机床进给系统作为研究对象,以分析特性因素对进给系统影响的趋势和提出减振措施为目的,对进给系统进行了研究。论文以第二类拉格朗日法建立了综合考虑各影响因素的多自由度扭转-轴向耦合数学模型,并根据边界条件建立了丝杠在弹性支撑下的振型频率方程。在此基础上,在工作台位置x为定值时,对工作台施加激励,通过等倍数增加参数值、改变支撑条件的方式对丝杠振动进行了定量分析,得出了不同支撑条件下直径、导程和轴承刚度等参数对丝杠振动位移的影响规律。在工作台位置x为定值时,对工作台施加激励,以前三阶余弦函数作为振型函数,通过等倍数改变参数值的方式定量分析了轴承扭转刚度、丝杠与螺母结合部扭转刚度、联轴器扭转刚度、质量和工作台径向刚度等因素对工作台扭转振动的影响规律,定量分析了丝杠与轴承结合处轴向刚度、丝杠与螺母结合处扭转刚度、质量等因素对工作台轴向振动的影响规律,定理分析了变导程和变刚度对工作台扭转振动和轴向振动的影响规律,定量分析了扭转-轴向耦合系统的固有频率特性,找出了影响工作台振动的主要因素和次要因素。在工作台位置x为变量时,以余弦函数作为振型函数,通过等倍数增加参数值的方式定量分析了以阻尼参数为主的特性因素对工作台振动的影响,比较分析了阻尼对工作台扭转振动和轴向振动的影响关系,得出了影响工作台振动的主要因素。以搭建的进给系统实验平台作为实验验证对象,验证了结合面阻尼、质量、转速和螺母刚度等因素对进给系统的影响规律,在此基础上提出了减振措施。结论为结构优化和减振提供了理论依据,具有一定工程意义。
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