机床主轴的振动的有限元模态分析.doc

毕业设计说明书 题 目：机床主轴的振动模态分析 专 业：机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 目录 摘要 I Abstract II 第一章 绪论 1 1.1 课题研究的背景及意义 1.2 数控机床主轴研究现状 1.3 主轴性能研究概况 1.4 本课题的研究内容 第二章 理论基础 2.1 模态分析理论 2.2 本章小节 0 第三章 机床主轴的有限元分析 1 3.1 有限元简介及ANSYS软件应用 1 3.1.2 ANSYS软件应用 2 3.1.2.1 ANSYS的线性静力分析 2 3.1.2.2 分析步骤 2 3.2 机床主轴有限元分析模型 12 3.2.1 构建几何模型 2 3.2.2 有限元模型建立 3 3.2.3 单元类型选择和网格划分 4 3.3 机床主轴振动模态分析 16 3.3.1 ANSYS动力分析 16 3.3.2 模态分析 17 3.4 本章小结 1 结论 2 参考文献 3 致谢 24 附录一 英文文献翻译 附录二 英文文献原件 机床主轴振动的有限元模态分析 摘 要：机床发展日益朝向高速度和高精度的方向发展，这对机床的设计提出了更高的要求，需要采用更加先进和合理的设计方法来完成机床设计。作为一种先进的设计手段，动态设计方法已经成为企业提高竞争力的重要方面。要进行动态设计，前提是对机床的动态性能作出正确的分析。主轴是数控机床的重要组成部分，其动态特性的好坏对机床的性能有着重要的影响。因此，对主轴部件进行动态特性分析十分必要。为了提高机床的设计水平，将现代化的设计方法应用于机床的设计，主要是对现有数控机床CKS6125主轴振动进行模态分析，为进一步进行动态设计打基础。 本文态参数,识别原理； (1) 简要论述了有限元方法和动力学分析的基本求解过程，建立机床主轴有限元模型，合理的确定了载荷、轴承支承刚度和约束条件，选定了单元类型。采用Lanczos法对其进行自由模的具体研究内容； (2)总结了机床、动态设计方法研究和机床主轴动静态研究的发展状况和发展趋势，在总结前人研究成果的基础上，结合当前的技术发展趋势，采用有限元方法来进行开展研究； (3) 简要论述了模态分析，得到主轴的固有频率和振型，找出工作时容易发生共振的频率域,为进一步提高精度和转速提供理论依据。 关键词:有限元分析；模态分析；机床主轴；振动  Spindle vibration modal analysis by finite element method ABSTRACT High-speed and high-accuracy are the trends in development of machine tool, we need to use advanced and appropriate method to design machine tool. As a way to improve enterprises competitive power, the dynamic design method has been played an important role. The analysis of dynamic performance is the premise of dynamic design. Spindle is a key part of CNC machine; its performance will affect the machines performance and quality of work piece mostly. Its dynamic characteristic is an important influence for the function of the tool machine. To improve design level and use advanced design chose Machine Tools CKS6125 to do study on dynamic performance and application. The paper is based on the study and the mainly work is study on dynamic performance of Machine Tools Spindle which can prov