机械传动

２０ＩＯ年

‘／８

０．０１２

０．０１４

Ｏ．０１６

０．０１８

Ｏ．０：抑

０．０２２

群／（Ｎ以ｍ）

１００．１５

１０４．０８

１００．２９

１０３．７９

ｌ∞．１８

１０４．１４

表６前支承轴向刚度

Ｉ／ｓ

Ｏ．００Ｃ１２

Ｏ．００２

Ｏ．００４

０．００６

Ｏ．００８

０．０１０

屹／（Ｎ以ｍ）

ｌｃｌ４．２９

１１４．４９

９２．６６

１１４．３１

９２．５５

１１４．４９

Ｉ／ｇ

Ｏ．０１２

Ｏ．０１４

０．０１６

０．０１８

０．０２０

Ｏ．０２２

毛／（Ｎ／ｐｍ）

９２．６６

１１４．０４

９２．２５

１１４．４９

１０４．６０

１１４．６６

（３）主轴的动力由主轴尾部的联轴器提供。对加

工精度影响最大的主轴前端的变形主要由铣削力确

定，其他激励因素如凡的转矩、联轴器啮合刚度波动

等的影响很小，所以本文中只分析铣削力作用下的主

轴系统的动态性能。

３有限元模型的创建

根据实际结构，先对主轴实体模型进行适当简化，

为了避免有限元网格的尺寸大小相差太悬殊而影响单

元质量和计算精度，对一些影响主轴振动特性极微的

小倒角和圆角进行简化处

理。选用ＳＯ皿９５单元进行

离散分网，此单元是分析弹

性结构空间问题中应用较广

的一种元素。由于采用了

２０节点单元，因而能利用更

复杂的形状函数，对实际变

形有较好的表达，计算精度

较高，得１２４８２个单元，

图ｌ横断面上的弹簧分布

２０３７２个节点。将每个轴承简化为４个均布弹簧单元

ｃｏⅡ１ｂｉｎｌ４【１ｌＪ，其断面上的分布如图１所示。在径向轴

承弹簧单元中，主轴与每个弹簧单元相连接的４个节

点死、死、乃、死施加巩约束，在弹簧的另外一端

乃、死、死、乃为完全固接。在轴向弹簧单元中，主轴

与弹簧单元相连接的４个节点施加巩和％约束，弹

簧的另外一端为完全固接。前轴承径向刚度按表４数

据制作数据表来施加，后轴承径向刚度按表５数据制

作数据表来施加，前轴承轴向刚度按表６数据制作数

据表来施加，有限元模型如图２所示。

图２主轴有限元模型

４模态分析

在前述支承刚度情况下，对主轴系统进行模态分

析，得出前８阶的固有频率及相应的振型如表７及图３

所示。

图３主轴系统振型图

表７主轴系统模态分析结果说明

模态阶数

固有频率／比

振型描述

ｌ

３９．蝴

铅垂平面（巧面）内弯曲

２

３９．１７８

水平平面（ｍ面）内弯曲

３

韶．５６１

绕ｘ轴扭转

４

９０．１３５

巧面内弯曲＋两端平移

５

９０．３ｌｌ

绕ｘ轴扭转＋尾部摆动

６

９３．４８９

前端船平面内头部摆动

万方数据