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机床主轴箱热传导仿真分析与实验研究 预览
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作者 方兵 叶大鹏 赵芳伟 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第6期216-218,222共4页
为了能够在设计阶段改善精密数控机床在运转过程中由温度分布不均而带来的热误差问题,采用有限元法建立了某精密数控机床主轴及箱体的热分析模型。在确定主轴轴承发热功率和表面对流系数等热边界条件的基础上,重点考虑了主轴刀柄、轴承... 为了能够在设计阶段改善精密数控机床在运转过程中由温度分布不均而带来的热误差问题,采用有限元法建立了某精密数控机床主轴及箱体的热分析模型。在确定主轴轴承发热功率和表面对流系数等热边界条件的基础上,重点考虑了主轴刀柄、轴承等主要零部件结合面的接触热阻对热传导的影响。基于该模型,研究了箱体及主轴的温度场分布特点,揭示了主要部件的温度变化规律。搭建了温度测试系统以验证上述模型,对比结果表明,该热分析模型的相对误差均在5%以内,具有较好的精度,能应用于精密数控机床的设计、分析与优化。 展开更多
关键词 主轴箱 热传导 结合面 接触热阻 有限元分析
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立式加工中心动力学分析及结构优化研究 预览 被引量:1
2
作者 罗和平 汲军 +1 位作者 杨赫然 穆士博 《重型机械》 2018年第1期31-35,共5页
研究了通过机床的动态特性分析进行结构优化的方法,提出了一种新的优化设计方案。针对对机床整机模态特性和谐响应特性,在有限元分析软件中对机床动态性能进行了仿真。分析结果表明,主轴箱和立柱为机床敏感部位,因此使用有限元分析软件... 研究了通过机床的动态特性分析进行结构优化的方法,提出了一种新的优化设计方案。针对对机床整机模态特性和谐响应特性,在有限元分析软件中对机床动态性能进行了仿真。分析结果表明,主轴箱和立柱为机床敏感部位,因此使用有限元分析软件对主轴箱进行拓扑优化,并且为立柱增加筋板。根据优化结果重新设计机床主轴箱和立柱结构,将优化后与未优化的机床的分析结果进行对比,结果表明机床的动态性能得到明显改善,主轴箱各阶固有频率提高10%左右,机床整机固有频率提高4%左右,x方向上的响应峰值减少约2%。 展开更多
关键词 立式加工中心 主轴箱 模态分析 谐响应分析 拓扑优化
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基于区间分析的主轴箱稳健优化设计 预览
3
作者 陈静 杜稼原 《桂林理工大学学报》 北大核心 2018年第2期360-363,共4页
为了提高机床主轴箱的静、动态性能及其稳健性,采用区间模型描述不确定性,考虑设计参数的不确定性,建立主轴箱的优化模型;采用拉丁超立方试验设计方法,对主轴箱进行静、动态特性有限元仿真试验;采用Kriging模型拟合主轴箱的静、动态特性... 为了提高机床主轴箱的静、动态性能及其稳健性,采用区间模型描述不确定性,考虑设计参数的不确定性,建立主轴箱的优化模型;采用拉丁超立方试验设计方法,对主轴箱进行静、动态特性有限元仿真试验;采用Kriging模型拟合主轴箱的静、动态特性;采用基于区间分析的非概率稳健优化设计方法,对主轴箱进行稳健优化设计,并通过有限元分析对主轴箱稳健优化设计结果进行验证。 展开更多
关键词 主轴箱 区间分析 稳健优化
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钢爪摩擦焊机主轴箱体的灵敏度分析与参数设计 预览 被引量:1
4
作者 李权飞 辛舟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第3期60-61,74共3页
以钢爪摩擦焊机主轴箱体作为研究对象,利用ANSYS Workbench对箱体进行灵敏度分析,从而找出对箱体应变的敏感参数。结合数学方法在敏感参数与应变之间建立数学关系,在保证主轴箱质量增加最小的前提下以主轴箱应变量最小为设计目标,... 以钢爪摩擦焊机主轴箱体作为研究对象,利用ANSYS Workbench对箱体进行灵敏度分析,从而找出对箱体应变的敏感参数。结合数学方法在敏感参数与应变之间建立数学关系,在保证主轴箱质量增加最小的前提下以主轴箱应变量最小为设计目标,进行多维参数共同设计。最终设计方案结果,主轴箱与初始设计方案相比较,在质量只增加1.45%的情况下,最大应变减小了18.33%,且应变已达到摩擦焊机设计初步要求。 展开更多
关键词 钢爪摩擦焊机 主轴箱 灵敏度 参数设计
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基于Top-Down的主轴箱传动系统设计 预览 被引量:1
5
作者 郭志强 朱茹敏 《机械工程与自动化》 2017年第3期107-108,110共3页
主轴箱是组合机床中的专用部件,其传动系统的设计是决定组合机床设计效率的关键。利用Pro/E建立主轴箱各传动零件的三维参数化模型,并对主轴箱传动系统进行Top-Down的参数化布局设计,实现主轴箱传动系统的自动装配,从而达到快速设计主... 主轴箱是组合机床中的专用部件,其传动系统的设计是决定组合机床设计效率的关键。利用Pro/E建立主轴箱各传动零件的三维参数化模型,并对主轴箱传动系统进行Top-Down的参数化布局设计,实现主轴箱传动系统的自动装配,从而达到快速设计主轴箱传动系统、缩短产品设计周期的目的。 展开更多
关键词 主轴箱 传动系统 TOP-DOWN 自动装配
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基于cRIO的铣齿机主轴箱试验台测控系统设计 预览
6
作者 陈科安 陈捷 +1 位作者 洪荣晶 艾真伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第2期81-85,共5页
主轴箱是铣齿机设备中的重要部件,为分析验证主轴箱的综合性能,根据通用齿轮装置型式试验方法标准规范设计开发了一套主轴箱试验台测控系统。系统以cRIO和CDAQ作为下位机,ABB ACS850多传动系统作为驱动核心,安装LabVIEW的PC机作为上位... 主轴箱是铣齿机设备中的重要部件,为分析验证主轴箱的综合性能,根据通用齿轮装置型式试验方法标准规范设计开发了一套主轴箱试验台测控系统。系统以cRIO和CDAQ作为下位机,ABB ACS850多传动系统作为驱动核心,安装LabVIEW的PC机作为上位机。系统中,试验台总体结构设计实现了能量封闭的功能,监控系统实现了模拟主轴箱的实际工况的功能,测试系统实现了对主轴箱运行信号的采集与保存。经调试运行,该测控系统实现了测控一体化、高频信号动态采集、能量反馈的要求,具有可靠性高,测控精确,运行稳定和应用广泛的特点。 展开更多
关键词 铣齿机 主轴箱 试验台 测控系统 LABVIEW cRIO
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基于热-结构顺序耦合对机床主轴箱环境温度的热特性分析 预览 被引量:1
7
作者 李志伟 《机械研究与应用》 2017年第2期96-100,共5页
以轮槽数控铣床为研究对象,利用有限元软件中热-结构顺序耦合功能对机床主要热源主轴箱在运行中受环境温度影响进行热特性分析. 为了能够准确揭示环境温度对机床主轴箱在运行中的热特性影响,通过模拟主轴箱在20 ℃ - 32 ℃的环境温度状... 以轮槽数控铣床为研究对象,利用有限元软件中热-结构顺序耦合功能对机床主要热源主轴箱在运行中受环境温度影响进行热特性分析. 为了能够准确揭示环境温度对机床主轴箱在运行中的热特性影响,通过模拟主轴箱在20 ℃ - 32 ℃的环境温度状态,结果表明:当主轴箱运行的环境温度从20 ℃升高到32 ℃,主轴前端的热变形从52 μm增加到187 μm,同时随着环境温度升高,主轴前端热变形加剧. 主轴箱的热特性受环境温度影响很大,对于轮槽数控铣床这样大型精密加工设备,应该合理降低环境温度变化对主轴箱加工精度的影响,提高机床加工的整体稳定性. 展开更多
关键词 主轴箱 热-结构顺序耦合 环境温度 热特性分析
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镗铣加工中心主轴箱热特性仿真及试验研究 预览 被引量:2
8
作者 王传洋 姜宁 +1 位作者 邱德义 陈再良 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第7期194-197,共4页
对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模... 对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模拟结果,进行了热-结构耦合分析得到主轴箱热变形。通过主轴箱温度测试实验对温度场模拟结果进行了验证,并对实验与仿真结果的误差进行了分析。研究结果为建立热特性分析模型以及热误差的补偿提供参考。 展开更多
关键词 镗铣加工中心 温度场 主轴箱
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基于顺序耦合对主轴箱环境温度的热特性分析 预览
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作者 李志伟 《机械工程与自动化》 2017年第6期9-11,共3页
以轮槽数控铣床为研究对象,利用有限元软件中热结构顺序耦合功能对机床主轴箱在运行中受环境温度影响进行热特性分析。为了准确揭示环境温度对主轴箱在运行中的热特性影响,通过模拟分析了主轴箱在20℃~32℃环境温度的状态。分析结果表... 以轮槽数控铣床为研究对象,利用有限元软件中热结构顺序耦合功能对机床主轴箱在运行中受环境温度影响进行热特性分析。为了准确揭示环境温度对主轴箱在运行中的热特性影响,通过模拟分析了主轴箱在20℃~32℃环境温度的状态。分析结果表明:当主轴箱运行的环境温度从20℃升高到32℃,主轴前端的热变形从52μm增加到187μm;同时随着环境温度升高,主轴前端热变形加剧。 展开更多
关键词 主轴箱 热结构顺序耦合 环境温度 热特性分析
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浅谈组合机床多轴箱传动系统设计方案选择 预览
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作者 仙阿曼 《现代工业经济和信息化》 2017年第6期73-74,共2页
随着机械制造业的快速发展,制造装备也随之快速发展着,其中组合机床的先进程度就决定着制造业的生产力,而多轴箱传动部分是组合机床的重要部件。针对组合机床多轴箱传动系统方案的制定和选择展开了简要分析。
关键词 组合机床 多轴箱 齿轮
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基于桥壳加工的两头同步驱动加工数控车床设计和研究 预览 被引量:1
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作者 李颜平 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第9期26-28,共3页
针对奔驰汽车桥壳的加工工艺,设计了两头同步驱动同时加工的数控车床,实现加工的半自动化,设计了专用床头箱、专用卡具和专用托料架,有效地提高了产品质量和生产效率,减少了装卡和找正等辅助时间,减轻了工人劳动强度。
关键词 汽车桥壳 主轴箱 两头同驱 两头同时加工
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高速多轴绕线机主轴箱体的模态与谐响应分析 预览 被引量:1
12
作者 袁京鹏 陈文华 +3 位作者 吴方帮 金晶 贺青川 潘骏 《机械工程师》 2017年第2期33-37,共5页
随着主轴转速的提高和绕线轴数的增加,主轴箱体因受多根高速旋转主轴产生的简谐激振力影响,易出现共振现象,从而影响线圈的绕制质量。针对该问题,以最高转速10 000r/min,12轴绕线机主轴箱体为对象,根据其结构组成和工作原理分析计算得... 随着主轴转速的提高和绕线轴数的增加,主轴箱体因受多根高速旋转主轴产生的简谐激振力影响,易出现共振现象,从而影响线圈的绕制质量。针对该问题,以最高转速10 000r/min,12轴绕线机主轴箱体为对象,根据其结构组成和工作原理分析计算得到其简谐激振力;利用Solid Works建立主轴箱体的三维模型,基于ANSYSW orkbench平台,分析得到了主轴箱体的前6阶固有频率及振型;采用模态叠加法,分析得到了简谐激振力作用下主轴箱最薄弱部位X、Y和Z方向的幅频曲线和相频曲线;结合前6阶固有频率及振型,该主轴箱临界激振频率约为250Hz,能满足主轴最高转速10 000 r/min(167Hz)的要求。研制的绕线机经用户使用,主轴箱体振动小,线圈绕制质量好。提出的模态与谐响应分析方法能为高速多轴绕线机主轴箱体的结构设计提供理论与技术支撑。 展开更多
关键词 绕线机 主轴箱体 模态分析 谐响应分析 ANSYS WORKBENCH
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Pro/e在制造中的应用 预览
13
作者 王海燕 《世界有色金属》 2017年第10期121-121,123共2页
Pro/e是一种常用的三维建模仿真软件。在机械设计中有广泛的应用,在机械产品的制造中,Pro/e对提高机械产品的精度,保证产品的质量,同样有重要的作用。本文以CK6136车床的主轴箱部分为例,分别阐述Pro/e在产品机械加工、机械装配和采用新... Pro/e是一种常用的三维建模仿真软件。在机械设计中有广泛的应用,在机械产品的制造中,Pro/e对提高机械产品的精度,保证产品的质量,同样有重要的作用。本文以CK6136车床的主轴箱部分为例,分别阐述Pro/e在产品机械加工、机械装配和采用新工艺中的应用。生产中,通过应用Pro/e的建模和仿真功能,不仅对生产有重要的指导作用,而且对新工艺的采用和推广也有重要的作用。 展开更多
关键词 PRO/E 机械加工 装配 主轴箱
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立式加工中心主轴箱结构分析与优化 预览 被引量:2
14
作者 蒲凡 胡光忠 +1 位作者 唐勇明 王旭旭 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第8期12-15,共4页
以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静力学分析与模态分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可知,其材料并未得到充分利用,且低阶固有频率还有待提高,需要对其结构进行优化设计。利用ANSY... 以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静力学分析与模态分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可知,其材料并未得到充分利用,且低阶固有频率还有待提高,需要对其结构进行优化设计。利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对主轴箱结构展开优化分析,结合主轴箱静动态分析结果提出其结构中存在冗余质量的部位,针对实际情况,对主轴箱结构进行合理的改进。改进前后的分析结果对比表明:改进后主轴箱质量减少4.39%,其动静态特性有所提高。 展开更多
关键词 立式加工中心 主轴箱 ANSYS WORKBENCH 动静态特性 结构优化
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基于拓扑优化的TBT深孔钻床主轴箱轻量化设计 预览
15
作者 冯鹏升 薄瑞峰 +1 位作者 鲁岩 沈兴全 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第11期13-16,共4页
以TBT-ML500深孔钻床主轴箱为研究对象,采用有限元分析结合拓扑优化的方法,在ANSYS平台上对其进行了结构轻量化设计。首先,利用Pro/E软件建立主轴箱初始结构的力学模型并基于ANSYS进行静、动态特性分析;在此基础上,利用变密度法对其进... 以TBT-ML500深孔钻床主轴箱为研究对象,采用有限元分析结合拓扑优化的方法,在ANSYS平台上对其进行了结构轻量化设计。首先,利用Pro/E软件建立主轴箱初始结构的力学模型并基于ANSYS进行静、动态特性分析;在此基础上,利用变密度法对其进行了拓扑优化,优化目标是在保证主轴箱动、静态性能不降低的前提下,减轻主轴箱的质量;根据优化后的结果结合经验设计方法,对原结构进行了重构设计并进行有限元分析验证。结果表明:改进后的主轴箱结构,一阶固有频率提高了7.11%,质量减小了11.1%,实现了轻量化设计,动态性能也有一定的提高,从而为深孔机床其他关键零部件的结构优化提供了参考。 展开更多
关键词 深孔钻床 主轴箱 拓扑优化
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XK-7132数控钻铣床主轴箱设计 预览
16
作者 刘行 张秀芬 《机械工程师》 2016年第3期88-90,共3页
以普通机床设计为基础,对XK-7132数控钻铣床主轴箱部分进行了系统的设计,根据生产需要拟定出主轴箱布局方案,传动方案的选择与设计,主轴、传动轴及齿轮的计算与验算,使其可用于零件加工要求精度较高的场合。
关键词 数控钻铣床 主轴箱 计算与验算
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基于HyperWorks的数控车床主轴箱结构优化 预览 被引量:1
17
作者 张乐平 刘壮 +1 位作者 高长水 赵义顺 《机械制造与自动化》 2015年第4期10-13,共4页
以某型号数控车床主轴箱为对象,以仿真软件HyperWorks为平台,进行结构优化。优化目标是在保证主轴箱刚性和强度以及模态的固有频率不降低的前提下,尽量减轻主轴箱的质量,并寻求主轴箱材料更合理的分布。对主轴箱进行了仿真静力和模态分... 以某型号数控车床主轴箱为对象,以仿真软件HyperWorks为平台,进行结构优化。优化目标是在保证主轴箱刚性和强度以及模态的固有频率不降低的前提下,尽量减轻主轴箱的质量,并寻求主轴箱材料更合理的分布。对主轴箱进行了仿真静力和模态分析。基于变密度法,以主轴孔变形量和前4阶固有频率为约束条件、以主轴箱体积最小为目标函数,对主轴箱进行了结构拓扑优化,得到了新的主轴箱结构。 展开更多
关键词 数控车床 主轴箱 静力分析 模态 拓扑优化
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HTM125车铣复合加工中心主轴箱的动力学特性 预览 被引量:1
18
作者 吴玉厚 任宇航 王卿源 《沈阳建筑大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2015年第2期328-334,共7页
目的分析HTM125重型双刀架五轴联动卧式车铣复合加工中心关键部件—主轴箱动力学特性,提供优化结构依据。方法应用Solidworks建立HTM125车铣复合加工中心主轴箱三维模型,并把建立的三维模型导入ANSYS Workbench中分别进行模态和谐响应... 目的分析HTM125重型双刀架五轴联动卧式车铣复合加工中心关键部件—主轴箱动力学特性,提供优化结构依据。方法应用Solidworks建立HTM125车铣复合加工中心主轴箱三维模型,并把建立的三维模型导入ANSYS Workbench中分别进行模态和谐响应的分析。结果得出车铣复合加工中心主轴箱的前6阶固有频率、振型云图以及关键点沿X、Y和Z向的幅频曲线。主轴箱前6阶振型云图表明了主轴箱发生共振时的振动趋势和箱体的薄弱环节,通过对主轴箱固有频率和关键点谐响应变形量的分析,得到了机床加工时主轴箱应该避开的激振力频率,保证了零件的加工精度。结论得到了主轴箱结构的动态特性参数,为后续主轴箱优化提供理论依据。 展开更多
关键词 主轴箱 ANSYS WORKBENCH 模态分析 固有频率 谐响应分析
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基于ANSYS的桌面多功能演示机床主轴箱模态分析 预览
19
作者 汪瑞 周诗金 +3 位作者 高培阳 曾志豪 刘强 张天一 《长春理工大学学报:自然科学版》 2015年第4期41-44,共4页
利用SolidWorks建立了一种用于教学演示的桌面多功能组合式机床的三维模型,按照演示机床使用功能对关键部件主轴箱进行三维建模设计,并将三维模型导入ANSYSWorkbench中进行模态分析,确定了主轴箱的固有频率和振型,通过数据分析可知... 利用SolidWorks建立了一种用于教学演示的桌面多功能组合式机床的三维模型,按照演示机床使用功能对关键部件主轴箱进行三维建模设计,并将三维模型导入ANSYSWorkbench中进行模态分析,确定了主轴箱的固有频率和振型,通过数据分析可知主轴箱的各阶振型在合理的范围内,通过实践检验,其结构符合机械设计要求,为演示机床主轴箱的优化设计提供了依据和参考。 展开更多
关键词 主轴箱 ANSYS 模态分析
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基于EON数控车床主轴箱虚拟装配技术的研究 预览 被引量:1
20
作者 文怀兴 朱效杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第11期107-110,共4页
虚拟装配是虚拟现实技术的关键技术之一,虚拟现实技术在机械领域的应用极大地促进了机械行业的快速发展。文章以虚拟现实软件EON Studio为研究平台,以MJ-50数控车床主轴箱为研究对象,详细论述了虚拟装配技术的内涵,深入分析了实际生产... 虚拟装配是虚拟现实技术的关键技术之一,虚拟现实技术在机械领域的应用极大地促进了机械行业的快速发展。文章以虚拟现实软件EON Studio为研究平台,以MJ-50数控车床主轴箱为研究对象,详细论述了虚拟装配技术的内涵,深入分析了实际生产过程中机械产品研发在装配环节存在的问题。并且以主轴箱的虚拟装配为实例,通过运用EON Studio提供的功能节点和元件,方便地实现了人机交互、装配序列规划、碰撞检测等虚拟装配的关键技术,省去了繁琐的编程工作,很好地解决了上述存在的问题,结果表明虚拟装配技术在企业产品研发方面有广阔的发展前景。 展开更多
关键词 数控车床 主轴箱 虚拟装配
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