【摘 要】
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随着当前数控磨齿机向着高速、高精度的发展，不仅要求数控磨齿机具有成本低、使用方便以及有良好的工艺性能，对磨齿机的加工性能有着越来越高的要求，而主轴系统是影响其加工性能
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随着当前数控磨齿机向着高速、高精度的发展，不仅要求数控磨齿机具有成本低、使用方便以及有良好的工艺性能，对磨齿机的加工性能有着越来越高的要求，而主轴系统是影响其加工性能的主要部件之一。本文的主要研究目的是以某数控磨齿机中对其动态性能和加工精度影响较大的主轴系统作为研究对象，采用有限元的方法，分别对其进行静力学分析和动力学分析，找出其薄弱环节，并且通过对主轴系统结构的改进，改善相应的薄弱模态，提高整机的动态性能。本文主要研究内容如下: 1.利用ABAQUS自带的建模模块对磨齿机主轴系统进行实体建模。将主轴的轴承模拟为由弹簧和阻尼组成的构件，对其进行简化建模。通过经验公式计算出轴承的支撑刚度，对主轴系统进行受力分析确定载荷和主轴的约束条件，采用CED8R三维8节点缩减积分实体单元类型，对磨齿机主轴系统进行建模。 2.应用ABAQUS有限元软件对数控磨齿机的主轴系统分别进行静力学和动力学分析。根据经验公式，确定主轴系统的径向磨削力是对其影响较大的外载荷，通过静力学分析，得到主轴系统的应力应变云图，并得到主轴系统的径向静刚度。通过动力学分析，得到主轴系统的低阶固有频率、振型和谐响应峰值。 3.在对主轴系统有限元分析结果的基础上，对主轴系统进行结构的优化设计，改善其静力学和动力学性能。通过分析，主轴轴承的刚度、跨距以及主轴系统的前端集中质量均对主轴系统的静力学和动力学性能产生产生影响。分别单独地改变着三个参数，来观察其对主轴系统静、动态特性影响的变化规律，并合理地优化其参数来改善磨齿机主轴系统的静、动态特性。 4本文对主轴系统的结构优化方案已经被南京工业大学数控装备重点实验室所采纳，应用在了其自行研发的数控成形磨齿机主轴系统的结构设计中。
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