【正文】 ort section to each order modal frequency. Keywords Feed system Static and dynamic characteristics ANSYS 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 目 次 1 緒論 ................................................................................................................................ 1 研究背景 ............................................................................................................... 1 雙驅(qū)動直線進給系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 ....................................................................... 1 本文研究內(nèi)容 ....................................................................................................... 3 2 雙絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)的設(shè)計計算 ................................................................................ 5 雙絲杠驅(qū)動直線進給系統(tǒng)的設(shè)計流程 ............................................................... 5 進給系統(tǒng)要求的技術(shù)參數(shù) ................................................................................... 5 傳動系統(tǒng)設(shè)計 ....................................................................................................... 5 滾珠絲杠選型 ....................................................................................................... 6 絲杠支承設(shè)計 ....................................................................................................... 8 伺服電動機的選型 ............................................................................................... 9 導軌的設(shè)計計算 ................................................................................................. 10 工作臺設(shè)計 ......................................................................................................... 12 底座設(shè)計 ............................................................................................................. 14 系統(tǒng)剛度的驗算 ................................................................................................. 15 3 雙驅(qū)動進給系統(tǒng)的有限元建模與靜動態(tài)分析 .......................................................... 18 有限元及 ANSYS 簡介 ......................................................................................... 18 有限元方法簡介 ...................................................................................... 18 ANSYS 簡介 ........................................................................................... 18 模態(tài)分析 ............................................................................................................. 19 模態(tài)分析簡介 .......................................................................................... 19 滾珠絲杠的模態(tài)分析及靜力學分析 ...................................................... 19 工作臺的模態(tài)分析 .................................................................................. 26 底座的模態(tài)分析 ...................................................................................... 30 模態(tài)對比分析 .......................................................................................... 33 結(jié) 論 .................................................................................................................................... 36 致謝 ...................................................................................................................................... 37 參考文獻 .............................................................................................................................. 38 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 39 頁 1 緒論 研究背景 數(shù)控即數(shù)字控制 (Numerical Control， NC)，是數(shù)字程序控制的簡稱。 南 京 理 工 大 學 畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 作 者 : 侯陽琨 學 號： 0901500317 學院 (系 ): 機械工程學院 專 業(yè) : 機械工程及自動化 題 目 : 加工中心雙驅(qū)動滾動支承 直線進給系統(tǒng)設(shè)計與靜動校核分 析 指導者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 評閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 2020 年 5 月 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 進給驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控加工中心的重要組成部分，進給系統(tǒng)的設(shè)計是否合理，靜動態(tài)特性如何將直接影響到加工中心的加工精度。 本文以雙滾動絲杠驅(qū)動直線進給進給系統(tǒng)為研究對象，對目前國內(nèi)外機床的進給系統(tǒng)的研究狀況進行了簡單介紹；利用三維造型軟件 Pro/e，對雙驅(qū)動進給系統(tǒng)的組成部件進行了設(shè)計及裝配；并基于有限元的分析方法，利用 ANSYS 軟件對進給系統(tǒng)的重要部件如工作臺、底座和滾珠絲杠進行了模態(tài)分析，并對滾珠絲杠做了靜力分析，并進行了壓 桿穩(wěn)定的校核；在最后對“支撐部分壁厚對 模態(tài)各階頻率的影響 ” 做了分析。它 是通過特定處理方式下的數(shù)字信息去自動控制機械裝置進行動作，這種采用數(shù)字化信息實現(xiàn)自動化控制的技術(shù)稱數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控 [1]。 數(shù)控車床則是指 利用數(shù)字化技術(shù) 來控制加工過程和執(zhí)行機構(gòu)運動的機床 。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為了發(fā)達國家用來提高制造業(yè)水平的重要基礎(chǔ)， 目前 各 個 國 家 都在 把發(fā)展自己的 數(shù) 控技術(shù) 作為重要的發(fā)展戰(zhàn)略 。 到目前為止， 以數(shù)控技術(shù)為主要代表的現(xiàn) 代化制造技術(shù)已經(jīng)成為美國、日本和歐洲等先進工業(yè)國家競爭的焦點 。目前， 在國內(nèi)比較 低檔 的 經(jīng)濟型數(shù)控車床系統(tǒng) 已經(jīng) 基本實現(xiàn) 了 國產(chǎn)化，但在 生產(chǎn)設(shè)計 高檔的數(shù)控 車床 系統(tǒng)方面 在國際上 仍處于 相對 劣勢 的 地位。 建立 了 大量 的 數(shù)學 物理型 進行理論分析 ，并 且 借助 各種 三維 模型 軟件建立 了 的 直線進給系統(tǒng)的 三維 立體 模型， 還 通過 利用 有限元 分析的方法 對 直線進給 系統(tǒng)進行 各種形變、應(yīng)力的 分析 ，還進一步進行了模態(tài)分析等方面的研究 。 謝紅，高健等總結(jié)了加工中心的工作臺、滾珠絲杠副、伺服電機、滾動直線導軌的選擇計算 ， 還作了伺服進給系統(tǒng)中的傳動精 度計算、絲杠拉壓振動和扭轉(zhuǎn)振動的驗算 [9]。 東北大學的邱國富對數(shù)控機床進給機構(gòu)的特性進行了研究，并建立了進給系統(tǒng)的伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，并用 ANSYS 及 Simulink 對進給伺服系統(tǒng)的特性進行了分析和動態(tài)性能的仿真 [11]。 Mizuho N 對滾珠絲杠進給系統(tǒng)建立動力學模型，分析了絲杠變形對靜、動特性的影響 [67]。 以上這些傳統(tǒng)的較為成熟的靜態(tài)動態(tài)特性分析的研究對象多為進給系統(tǒng)的部件或者單滾珠絲杠 驅(qū)動的進給系統(tǒng)。 現(xiàn)在很多發(fā)達國家已采用了雙滾珠絲杠驅(qū)動方式，將驅(qū)動力盡可能作用于運動件的重心，可以在高切削速度和進給速度條件下，減小扭轉(zhuǎn)變形，進而提高進給系統(tǒng)的整體剛度 [10] 如圖 11 所示，如果在機床的