基于Workbench的磨齿机主轴系统动态特性研究.pdf

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1、2014年10月机床与液压Oct．2014第42卷第19期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．19．042基于Workbench的磨齿机主轴系统动态特性研究赵大兴，王婷，赵迪，丁国龙(湖北工业大学机械工程学院，湖北武汉430068)摘要：主轴系统是磨齿机的重要组成部分，主轴的动态特性对齿轮的磨削精度与生产效率有着很大的影响。以磨齿机的主轴系统为研究对象，在SolidWorks中建立模型，并通过有限元软件Workbench对其进行模态分析，得出了主轴系统的固有频率和最大偏振量。分析

2、了主轴系统在不同跨距和不同主轴材料弹性模量等条件下对主轴动态特性的影响。结果表明：1023号碳板钢的最大变形量相对较小，可作为主轴材料；模态频率随支承间距的增加而提高；主轴系统的最大变形量随支承间距的增加减小，最佳支承间距为240mm。关键词：磨齿机；主轴系统；模态分析；动态特性；Workbench中图分类号：TH113．1文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)19—159—4ResearchonDynamicCharacteristicsofSpindleSystemofGearGrindingMachineBasedonWorkbenchZHAODaxin

3、g，WANGTing，ZHAODi，DINGGuolong(HubeiUniversityofTechnology，WuhanHubei430068，China)Abstract：Spindlesystemisanimportantpartofgrindingmachine，whichdynamiccharacteristicshaveagreatimpactonthegrindingprecisionandproductioneficiencyofgear．Tomakethegrindingmachinespindlesystemastheresearchobject，af

4、initeele—mentmodel(FEM)wasestablishedonSolidWorks，andthroughthefiniteelementsoftwareWorkbenchtodomodalanalysis，andthenthenaturalfrequencyofthespindlesystemandmaximumpolarizationwereobtained．Theimpactonthedynamiccharacteristicsofthespindlewasanalyzedwhenitwasundertheconditionofdiferentspan，d

5、ifferentelasticmodulusofspindlematerialandSOon．There—sultsshowthatthelargestdeformationofcarbonsteelplateof1023#isrelativelysmall，whichcanbeusedasspindlematerials；Modalfrequenciesincreasewiththeincreasingofbearingspacing．Themaximumdeformationofspindlesystemdecreaseswiththeincreasingofbearin

6、gspacingandthebestsupportingspacingis240mm．Keywords：Geargrindingmachine；Spindlesystem；Modelanalysis；Dynamiccharacteristics；Workbench0前言BRANDONJA1991年在轴承处对主轴系统的模随着现代精密机床和高速机床的发展，对机床动态特性进行了实验，并将频率响应函数与实验结果相态特性提出了更高的要求。一些高速及超高速机床的比较，来确定主轴系统的颤振稳定性；KIM在主轴转速己达到10000～200000r／mi．n，往往机床极2001年提出了一个数学

7、模型来分析砂轮主轴及其组微弱的振动就有可能破坏精密或超精密加工。而磨齿件的动态行为，对其动态特性、固有频率和阻尼比的机的加工质量和磨削能力在很大程度上取决于磨齿机振动影响都进行了数值研究；梁双翼等在2011年砂轮主轴系统的动态特性，当磨削过程中出现较大的利用有限元软件Nastran对电主轴进行有限元分析，振动时，会使砂轮出现剧烈的磨耗或破损，也会增加获得了电主轴的固有频率和振型，同时也为结构的改主轴组件的动态载荷，从而降低其寿命和精度保持进设计提供了理论依据；蔡力钢等在2012年把主性，这同时也影响着机