论文部分内容阅读
高速电主轴系统是数控机床的主要组成部分之一,对机床加工精度、可靠性有着直接的影响。主轴系统由主轴、轴承以及安装在主轴上的传动件和紧固件等组成。高速电主轴—轴承系统动态特性近年来受到人们广泛关注,并取得一些研究成果。纵观这些研究成果,目前主要集中在滚动轴承刚度的理论计算和滚动轴承结合面模型建立与分析上。本文在系统学习了前人的研究成果后,主要在以下几个方面做了进一步探究。(1)本文深入介绍了单个角接触球轴承动力学模型及刚度计算方法,并对配对角接触陶瓷球轴承组(DB、DF、DT)建立了三自由度动力学模型,根据此模型分析研究预紧力、转速对配对轴承组刚度的影响规律。(2)本文介绍基于频响函数的结合部参数辨识方法,建立了具有通用性的主轴-轴承系统有限元模型,即把整个轴承看成结合部,包含轴承滚动体-轴承内圈结合面、滚动体-轴承外圈结合面、内圈-轴颈结合面及外圈-轴承座孔结合面。最后推导出两端支撑的结合部动态参数辨识公式。(3)利用该方法识别得到了某主轴-轴承系统结合部动态刚度,且利用Combine214单元验证了该方法的有效性。最后,分析了结合部质量的计入与忽略对结合部特征参数的影响。(4)设计并搭建了主轴-轴承结合部动态特性测试实验台。依照上述理论进行了实验验证,证明了辨识方法的有效性,为主轴-轴承结合部参数的预测以及主轴系统结构的优化提供理论基础。