【正文】 [8] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001。在此，衷心地感謝你們。當(dāng)然，也要感謝大學(xué)期間授予我專業(yè)知識的老師們，管理我日常生活的輔導(dǎo)員和教學(xué)秘書。同時也簡化了不少驗算的過程，同樣地縮短了設(shè)計所需的周期，而且結(jié)果保證了準(zhǔn)確性。 施加完整外載荷模型 ANSYS分析的后處理 為了查看ansys分析后的結(jié)果，本文進行如下操作：Preprocessor →General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal ，這里選擇Von Mises Stress就可以得出本文所需要的應(yīng)力云圖，同時還可以查看各個節(jié)點處的應(yīng)力值。 導(dǎo)入ANSYS后的主軸模型2．確定分析類型：確定分析類型為結(jié)構(gòu)力學(xué)分析，在前處理器Preference for GUI Filtering中選擇Structure，Discipline Option中選擇hmethod。d為節(jié)圓直徑，單位m。 所設(shè)計的主軸主要承受切削力，齒輪的作用力以及軸承所給的力。3．定義實常數(shù) 用實常數(shù)(real constants)來定義分析模型的截面特性。后者處理模型中特定點在所有載荷步(整個瞬態(tài)過程)的結(jié)果。 軸的三維零件圖 雙列圓柱滾子軸承 推力球軸承 三維裝配圖 XY截面剖視圖 爆炸圖數(shù)控車床主軸關(guān)鍵零部件的設(shè)計與應(yīng)力分析 主軸工程圖第八章 主軸部件的ANSYS應(yīng)力分析8．1主軸靜力分析概述 靜力分析用來計算結(jié)構(gòu)在固定不變載荷作用下的響應(yīng)，如反力、位移、應(yīng)變、應(yīng)力等，也就是探討結(jié)構(gòu)受到外力后變形、應(yīng)力、應(yīng)變的大小。（主軸箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸）名稱尺寸（mm）中心距204箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱座凸緣厚度12箱蓋凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20箱蓋、箱座肋厚窺視孔蓋螺栓直徑8軸承旁連接螺栓1直徑16箱蓋與箱座連接螺栓2直徑12軸承端蓋螺栓直徑8數(shù)控車床主軸關(guān)鍵零部件的設(shè)計與應(yīng)力分析第七章Solid Works三維實體設(shè)計裝配 主軸材料為45鋼, 后支承：圓錐孔雙列圓柱滾子軸承（NN3016型），前支承：兩個推力球軸承（51120型）和一個圓錐孔雙列圓柱滾子軸承（NN3020型）組配，裝配時要注意圓錐孔雙列圓柱滾子軸承的椎孔大端朝外。其許用值通常沒有嚴格規(guī)定，一般可按照如下選取：對于精密傳動 ；對于一般傳動， ；對于精度要求不高的傳動，可大于[8]。前軸承內(nèi)徑為100mm，后軸承內(nèi)徑為80mm，跨距L=400mm，主軸前懸量a=80mm，主軸孔直徑60mm，主軸前端加載F為850N。前端錐孔為莫氏錐度5號，材料選用45鋼。各種鋼材的彈性模量幾乎沒有什么差別，因此剛度不是選擇材料的依據(jù)。為方便起見，令變量為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)作出計算線圖，使用該圖線時，先計算出綜合變量，在橫坐標(biāo)軸上找到η的位置，然后向上作垂線與相應(yīng)的斜線相交，再從交點作水平線與縱坐標(biāo)軸相交得到，因為a已知，便得到最佳跨距。 主軸的孔徑大小主要受主軸剛度的制約，孔徑d對主軸剛度的影響是通過抗彎截面慣性矩體現(xiàn)的，即主軸本身的剛度K正比于抗彎截面慣性矩I，其關(guān)系為：可以得出主軸的孔徑與主軸直徑之比，；%；，空心主軸的剛度就急劇下降，[9]。 主軸的主要參數(shù)的計算主軸的主要參數(shù)包括主軸的平均直徑D(或前軸頸直徑D1)，主軸內(nèi)徑d（對于空心主軸而言）,前端的懸伸量a和主軸支承跨距L等。6．設(shè)計計算 m≥321041242= （423） 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，=1. 5，按接觸強度算得的分度圓直徑 d1=，算出小齒輪的齒數(shù) z1=d1m==27 （424） z2=uz1=227=54 （425）1．計算分度圓直徑 d1=mz1=27= （426） d2=mz2=54=81mm （427）2．計算中心距 a=d1+d22= （428）3．計算齒輪寬度 b=?dd1= （429）取B2=41mm,B1=46mm Ft=2T1d1=2= （430） KAFtb=1=100Nmm （431）T1為以計算得出的小齒輪傳動轉(zhuǎn)矩。表41電動機數(shù)據(jù)表電動機型號額定功率（Kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）總傳動比Y132S12300029002 綜上，滿載轉(zhuǎn)速為2900r/min，電動機中心高H=132mm。如主軸產(chǎn)生振動，則由于各個方向都有滾動體支承，可以提高抗振性。 不同精度等級的機床。 雙列圓柱滾子軸承3．2軸承精度軸承的精度，分為0五級，其中2級最高，0級為普通精度級。的編號為7000AC型（舊代號為46100型），屬于特輕型；或編號為7190AC型（舊代號為46900型），屬于超輕型。NNU4900K系列雙列圓柱滾子軸承內(nèi)圈可分離，NN3000K雙列圓柱滾子軸承外圈可分離。主軸支承分徑向和推力支承。數(shù)控車床主軸關(guān)鍵零部件的設(shè)計與應(yīng)力分析第三章 主軸軸承的選擇 軸承的選型主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、精度、安裝、調(diào)整、潤滑和冷卻都直接影響了主軸組件的工作性能。各種材料的彈性模量幾乎相同，因此剛度也不是選材的依據(jù)。由于受熱膨脹是材料固有的性質(zhì)，因此高精度機床要進一步提高加工精度，往往受熱變形的限制。振動表現(xiàn)為強迫振動和自激振動兩種形式。 旋轉(zhuǎn)精度主軸的旋轉(zhuǎn)精度上是指裝配后，在無載荷，低轉(zhuǎn)速的條件下，主軸前端工件或刀具部位的徑向跳動和軸向跳動。零件的定位，材料的熱處理等也會影響到數(shù)控車床的整體性能，故在設(shè)計時也需要多加注意。要綜合考慮軸承的搭配，如何選用合適的軸承，軸承的使用壽命等問題。機床動靜態(tài)分析的原理方法是具有共性的，用動靜態(tài)分析的原理方法來分析具體的機床是有其特殊性的，所以，在有限元方法在數(shù)控車床設(shè)計中的應(yīng)用方面做一些探討是有意義的。美國工程師們進行了機床動態(tài)設(shè)計與控制相結(jié)合的研究，Michigan大學(xué)T．jiang應(yīng)用有限元法和動態(tài)分析的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)模型來模擬機床的連接形式，建立了機床整機的動力學(xué)模型，并對機床結(jié)合面連接件的位置和數(shù)量進行了拓撲優(yōu)化。CAD能夠減輕設(shè)計人員的計算畫圖等重復(fù)性勞動，使其專著于設(shè)計本身，縮短設(shè)計周期和提高設(shè)計質(zhì)量。進入80年代，微型計算機的迅猛發(fā)展，使計算機輔助工程設(shè)計逐漸成為現(xiàn)實。一項工程圖的繪制往往是需要數(shù)次的修改后才能完成的。隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具、大功率高速電主軸、高加／減速度的進給運動部件以及高性能控制系統(tǒng)和防護裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，新一代高速數(shù)控機床將應(yīng)用于機械制造業(yè)。對比傳統(tǒng)的機械設(shè)計，本設(shè)計綜合選用新一代設(shè)計軟件，利用計算機的強大的運算功能，縮短產(chǎn)品設(shè)計的開發(fā)周期，提高設(shè)計數(shù)字的準(zhǔn)確性。實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程的數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。數(shù)控車床主軸關(guān)鍵零部件的設(shè)計與應(yīng)力分析機床主軸設(shè)計及ansys分析畢業(yè)論文目錄第一章 緒論 1 選題背景 1 本課題的目的和意義 1 國內(nèi)外研究狀況 1 數(shù)控機床的發(fā)展 1 工程圖及CAD的發(fā)展 2 國內(nèi)外機床動靜態(tài)特性研究現(xiàn)狀 3 課題的研究方法 4 研究內(nèi)容 5 數(shù)控車床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 車床主軸組件的三維建模 5 主軸的ANSYS分析 5 設(shè)計前提 6 設(shè)計要求 6 設(shè)計參數(shù) 6第二章 對主軸組件的要求 7 基本要求 7 特殊要求 7 旋轉(zhuǎn)精度 7 靜剛度 7 抗振性 8 升溫和熱變形 8 耐磨性 8 材料和熱處理 8 主軸的結(jié)構(gòu) 9第三章 主軸軸承的選擇 10 軸承的選型 10 軸承精度 12 軸承間隙調(diào)整和欲緊 12 本設(shè)計的軸承型號以及布局 12第四章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 14 電動機的選擇 14 電動機容量的選擇 14 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 14 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 15 選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù) 15 按照齒面接觸強度設(shè)計 15 按照齒根彎曲強度設(shè)計 17 幾何尺寸計算 18 驗算 19第五章 主軸主要參數(shù)的計算及校核 20 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 主軸的主要參數(shù)的計算 20 前軸頸直徑D1 20 主軸內(nèi)徑d 21 主軸懸伸量a確定 21 主軸支承跨距的確定 22 主軸材料及熱處理 24 主軸設(shè)計方案 25 軸的剛度計算 26 軸的彎曲變形計算 26 軸的扭轉(zhuǎn)變形計算 27第六章 主軸箱體 29第七章 Solid Works三維實體設(shè)計裝配 30第八章 主軸部件的ANSYS應(yīng)力分析 34 主軸靜力分析概述 34 主軸ANSYS分析的一般過程 34 主軸的受力分析 35 主軸ANSYS分析的具體過程 37 ANSYS分析的前處理 37 ANSYS分析的后處理 40第九章 展望與結(jié)論 45致謝語 46參考文獻 47附錄1 三維裝配圖 48附錄2 XY截面剖切圖 491數(shù)控車床主軸關(guān)鍵零部件的設(shè)計與應(yīng)力分析數(shù)控車床主軸關(guān)鍵零部件的設(shè)計與應(yīng)力分析[摘要] 本文首先介紹了數(shù)控機床和工程圖及CAD的發(fā)展，分析了國內(nèi)外機床動靜態(tài)特性研究現(xiàn)狀，之后以數(shù)控車床的主軸及其零部件的設(shè)計為主要內(nèi)容，先講述了數(shù)控機床的主軸部件的設(shè)計要求，合理選擇軸承型號，設(shè)計出主軸的前軸頸直徑D1，主軸內(nèi)徑d,前端的懸伸量a和主軸支承跨距L等，從而設(shè)計出主軸，之后選擇具體的軸承，設(shè)計出軸承端蓋和主軸箱體，提出了主軸的材料、熱處理和技術(shù)要求等?？梢哉f，機械制造競爭的實質(zhì)就是數(shù)控技術(shù)的競爭。