機床高速主軸預緊機構設計及其特性研究.pdf

1、機床制造水平直接影響到我國制造業(yè)的整體水準，因此在當今趨勢下對于高轉速、高精度機床的需求也就愈發(fā)的迫切。主軸作為機床的核心部件，其性能好壞直接關系到機床能否進行有效的工作。主軸的預緊技術是主軸研究領域的重要方向之一，主軸的預緊力能隨著主軸工作情況的改變而實時調整以保持一個最佳的工作狀態(tài)，是其研究領域的一個關鍵目標。因此確定主軸的最佳預緊力并通過自適應調節(jié)系統(tǒng)使其保持這種狀態(tài)，是高速高精度機床在全工況范圍內動力學特性保持最優(yōu)的前提。本文圍

2、繞高速角接觸球軸承的最佳預緊力的選取以及所建立的預緊機構性能展開了深入的研究與分析，其主要內容包括:
　　(1)基于高速角接觸球軸承的靜力學、動力學等分析要領，采用牛頓迭代法并利用MATLAB軟件分析了高速角接觸球軸承的接觸角、接觸應力、慣性力矩等的變化規(guī)律。以赫茲接觸理論為基礎，利用ANSYS仿真軟件分析滾動體與滾道接觸特性。
　　(2)根據高速角接觸球軸承運動—力—熱產生之間的關系，仿真建立了軸承溫度分布三維云圖，得到主

3、軸轉速、預緊力以及滾動體溫度的擬合曲線圖。在分析主軸預緊力、軸向位移以及軸承溫升間的內在聯系的基礎上，得到了合適的主軸最佳預緊力曲線圖以及相對應的軸向位移曲線圖。
　　(3)以最佳預緊力原則，提出了一種新型主軸預緊自調節(jié)機構，該機構以疊層壓電陶瓷驅動器作為驅動源，柔性機構作為傳遞機構。分別以力和位移為參量，將壓電陶瓷的輸出與柔性鉸鏈的輸出進行串聯，最后得到了復合性輸出，來適應軸承溫度的變化所產生的預緊變化。通過與定壓預緊比較，得到