資源描述：
《基于ANSYS的機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第12期組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)N0．122011年12月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec．2011文章編號(hào)：1001—2265(2011)12—0022—03基于ANSYS的機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)木杜官將，李東波(1．南京工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，南京211167；2．南京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院，南京210094)摘要：運(yùn)用APDL建立機(jī)床主軸的參數(shù)化有限元模型，應(yīng)用ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，以主軸的重量為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)主軸的支承跨距、外徑、懸伸長(zhǎng)度和傳動(dòng)件安裝位置進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)
2、化后，在保證機(jī)床各種性能的前提下，主軸重量得到有效的減小。關(guān)鍵詞：機(jī)床主軸；優(yōu)化設(shè)計(jì)；ANSYS；APDL中圖分類號(hào)：TH16；TG65文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AOptimizationDesignoftheStructureofMachineToolSpindleBasedonANSYSDUGuan—jiang’，LIDong—bo(1．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211．167，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityo
3、fScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：AparameterizedFEAmodelofmachinetoolspindlewasestablishedusingAPDLinANSYS．Choosingtheweightofspindleastheoptimizingtarget，itsbearingsdistanceandtheouterdiameterandoverhangdistancebetweenthefrontspindleandthefrontbearingandthelocationoftransmissi
4、onpartswerecalculatedbyusingtheoptimizedfunctionintegratedinANSYS，andanalysisontheoptimizeddatawasmade．Theresultrevealsitsweighthassignificantlyreductioninmeetingvariousperformanceofthemachinetoo1．Keywords：machinetoolspindle；optimizationdesign；ANSYS；APDL看作剛性支承，有的未考慮主軸上傳動(dòng)件的位置、作用0問(wèn)題的提出力對(duì)主軸的影響，使建立
5、的主軸模型不夠準(zhǔn)確，對(duì)主軸機(jī)床主軸部件是機(jī)床實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，的優(yōu)化結(jié)果產(chǎn)生了一定的影響。本文以普通機(jī)床的主是機(jī)床中的一個(gè)非常重要的零件，它關(guān)系到整個(gè)機(jī)軸為研究對(duì)象，在考慮主軸傳動(dòng)件位置、作用力及軸承床的使用性能，機(jī)床設(shè)計(jì)成功與否在一定程度上取剛度的基礎(chǔ)上，利用ANSYS的APDL對(duì)機(jī)床主軸進(jìn)行決于主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。機(jī)床主軸一般為多支撐參數(shù)化建模，利用ANSYS軟件對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使空心階梯軸，通常采用二支承或三支承，在主軸上安優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果更接近實(shí)際情況。裝有傳動(dòng)件，傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，在主軸前軸通常裝有1ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)原理與步驟刀具或工件，在切削加工過(guò)程中，有切削力作用于主
6、軸。因此，機(jī)床主軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)始終是機(jī)床設(shè)計(jì)的1．1ANSYS的優(yōu)化設(shè)計(jì)原理一項(xiàng)重要內(nèi)容。截至目前為止，關(guān)于主軸結(jié)構(gòu)的優(yōu)機(jī)床主軸的優(yōu)化大多以在一定的約束條件下主化設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了不少方法¨。于國(guó)軸剛度最好或質(zhì)量最輕為目標(biāo)，對(duì)軸承的支承跨度、平利用懲罰函數(shù)法對(duì)機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，軸徑、懸伸長(zhǎng)度等進(jìn)行優(yōu)化。由于主軸部件結(jié)構(gòu)的沈浩等利用MATLAB對(duì)機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)復(fù)雜性及對(duì)主軸性能的更高要求，傳統(tǒng)的材料力學(xué)計(jì)，裴大明等采用有限元法對(duì)主軸進(jìn)行了優(yōu)化，分析方法已顯得無(wú)能為力。有限元法是一種數(shù)值計(jì)宋春明等應(yīng)用有限元方法對(duì)電主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)算方法，它能夠精確地對(duì)大多數(shù)機(jī)械結(jié)構(gòu)
7、進(jìn)行結(jié)構(gòu)化]。上述方法中，有的忽略了主軸軸承的特性，把其收稿日期：2011—05—25}基金項(xiàng)目：南京工程學(xué)院科研基金項(xiàng)目(KXjo8024)作者簡(jiǎn)介：杜官將(1967一)，男，江蘇鹽城人，南京工程學(xué)院講師，南京理工大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橄冗M(jìn)制造技術(shù)，(E—mail)gujidu@126．com。2011年l2月杜官將，等：基于ANsYS的機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)·23·分析，計(jì)算系統(tǒng)的應(yīng)力、應(yīng)變、自振頻率等。優(yōu)化設(shè)步；⑥查看設(shè)計(jì)序列結(jié)果。計(jì)是一種在可
