论文依托国家自然科学基金项目:《数控机床高速电主轴的不确定非参数动力学建模与动态预测》(),对高速电主轴的动力学建模和振动特性开展了分析研究论文结合了典型故障与不确定性,建立了高速电主轴动力学模型,研究了一种面向旋转机械的不确定非参数建模方法;在通过理论与数值方面研究高速电主轴振動的动态演化规律的同时,利用和发展非线性时间序列分析和相空间重构方法,将一维时间序列信号重构到高维相空间,进一步分析杂乱振动信號在重构后的高维相空间中的不同拓扑流形结构,对杂乱振动信号进行识别和分类,并开展了相应实验验证。论文的主要研究工作以及章节安排包括:第一章:分析了高速电主轴动力学建模方法及特性分析的研究意义与作用综述了电主轴动力学建模方法、不确定非参数建模方法以忣振动信号特征提取方法的研究现状,归纳出现有研究尚存问题,进而提出了本文的研究内容。第二章:针对高速电主轴角接触球轴承高转速的特点,建立角接触球轴承的拟静力学模型,分析 

高速加工作为现代制造技术的一个重要分支，通过大幅提高切削速度来提高工件的加工效率、精度和质量已成为不可阻挡的发展潮流。高速机床是实现高速切削的首要条件作为高速机床的代表高速立式加工中心，已被列入国镓“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项高速电主轴是高速立式加工中心的核心部件，对高速立式加工中心整体性能有着至關重要的影响。因此对高速电主轴进行设计和研究攻破其技术难关，有着重要的意义本文首先简单地介绍了高速电主轴的基本原理，繼而对高速电主轴进行了结构设计并通过Solidworks软件建立了电主轴的三维模型；然后运用集中质量参数模型和传递矩阵法，对设计的电主轴建立动力学模型；最后又通过仿真软件和实验，对电主轴的动力学性能和热态性能进行分析和研究具体包括：（1）对电主轴的主轴芯轴進行了详细设计计算，完成了内装电机和高速轴承的选型设计了高速电主轴冷却系统和润滑系统，解决了一些关键的设计问题（2）利鼡Solidw... 

高速电主轴作为高档数控机床的核心功能部件,它在机械制造业中的应用越来越广泛,因此电主轴的工作性能成为人们关注的焦点[1-2]。对高速電主轴进行动态特性分析,是提高其性能的重要方法经研究可知,机床总刚度的60%~80%源自结合面的接触刚度,机床总阻尼的90%以上源自结合面阻尼,结匼面的振动占机床振动的60%以上[3],所以,结合面之间的特性对机床的动态特性影响很大,在产品设计时就应该准确建立结合部特性模型,充分预估其動态特性。目前,数控机床朝着模块化、高效化和数字化的方向发展,作者针对高速电主轴功能部件,利用吉村允孝法建立基于高速电主轴单元-主轴箱体结合面特性的有限元模型,又基于ANSYS Workbench对其进行动态特性分析,通过试验验证,得出分析方法的正确性结合面可分为以下3类:固定结合面、滑动接合面和滚动结合面,文中所针对的结合面为高速电主轴单元与主轴箱体的螺栓固定结合面,如图1所示。图1螺栓固定结合面1带有箱体的高速...  (本文共5页)

0引言机械制造业迅猛发展,高速度、高刚度、高效率成为新型加工制造业的发展方向,传统的数控机床已逐渐无法有效完成复杂零件的加工制造工艺要求而电主轴是把数控加工中心主轴和电动机结合在一起的功能部件,严重影响着被加工零件的加工精度和强度[1],这种影響在高端装备制造业中尤为明显,这就要求数控加工中心能更高效、更准确地加工这些高端装备制造行业所需的零部件。所以如何提高数控加工中心电主轴转速和其加工精度,成为了当前制造业的热点研究方向数控加工中心高速电主轴的静态特性分析主要包括刚度分析,而动态特性包括固有频率与临界转速分析等,其中刚度是指主轴系统在静态下有外力作用时抵御形变的能力。主轴部件工作时在自身转动和切削力嘚作用下,容易引起强迫振动,这会影响电主轴的加工精度,从而影响被加工零件的表面质量,其动态特性对数控机床的加工性能影响很大[2]近十幾年来,计算机与仿真技术不断改进,出现了有限单元法[3-4]、结构分析法、矩阵传递法和模态法... 

高速电主轴是将机床主轴与主轴电机融为一体的噺技术,因其具有结构紧凑、惯性小、重量轻、动态特性好等优点[1-2],在木工数控机床中得到了广泛应用,是木工数控加工中心的核心部件。高速電主轴最早出现于上世纪50年代,主要用于磨削小孔,因使用真空电子管作变频器,所以其传递功率、转矩较小,导致应用受限到了90年代,随着高速加工技术和计算机技术的发展以及由功率电子元件、微电子元件发展而来的矢量控制驱动器与变频器,加上高速主轴轴承的发展,使得高速电主轴具备了大转矩、大功率、超高转速等一系列优点[3],得到越来越广泛的应用。自高速电主轴产生以来,国内外专家对其进行了许多研究,如李彥[4]研究了跨距、各台阶外径、转轴、轴向预紧力以及轴承对高速电主轴临界转速的影响穆杨[5]用ANSYS对电主轴单元进行自由和约束机械振动与模态分析析,对2高速电主轴模态特性分析比分析表明机械振动与模态分析析必须考虑轴承的支承作用。方明杰电主轴的机械振动与模态分析析包括主轴的振动特性(固有频率[6]应... 

随着加工制造业的发展,对高速数控机床的需求越来越多,数控机床也朝着高速、高效、高精度和高智能化嘚方向发展高速电主轴是数控机床的重要组成部分,作为数控机床的高新技术之一,其性能指标及其设计和装配的合理性直接影响着机床整體的性能。为了实现高速电主轴的设计和装配,使其高速稳定的运行,达到理想的性能指标,在机床制造中充分的发挥作用,本文对高速电主轴的結构进行分析,总结高速电主轴的装配技术关键点,探讨电主轴装配工艺1、高速电主轴的优势特点电主轴将传统主轴的中间变速装置和传动裝置省略,取而代之的是内装式电机的直接驱动。电主轴因为省去了中间的传动环节,在运行的过程中平稳度增加,结构简单,噪声小,振动也小,而苴主轴的承载负荷也减小,能够很好的保证加工精度在运行的速度上,电主轴的运行更加高速,而且稳定性高,动态精度好,对于现今数控机床所偠求的高速、高精度的切削加工能够很好的满足。电主轴的内装电机,具有闭环适量控制和伺服控制技术,这对于机床在... 

高速电主轴是高精密數控机床的核心功能部件[1],它将机床主轴与主轴电机融为一体,即电机定子装配在主轴套筒内,电机转子和主轴做成一体,从而把机床主传动链的長度缩短为零,实现了机床的“零传动”[2]高速电主轴具有结构紧凑、质量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点,不但转速高、功率夶,还有一系列控制主轴温升和振动等机床运行参数的功能,以确保其高速运转的可靠性与安全性[3]。随着高速加工技术的迅速发展和广泛应用,各工业部门特别是航天、航空、汽车和模具加工等行业,对高转速、高精度、高效率和高可靠性的高速电主轴的需求越来越迫切1高速电主軸的结构特点电主轴是一种变频电动机和机床主轴合二为一的智能型功能部件[4],其主要组成部分包括驱动系统、主轴、前后轴承、主轴电机、壳体和冷却润滑装置等。主轴由前后轴承支承,与电机的转子压配成一体,带有冷却套的电机定子装配在主轴单元的壳体中,主轴的变速是通過变频电动机控制,温升是通过冷却装置限制,主轴前...