高速机床主轴部件有限元分析 被引量：23

1

作者 张耀满 刘春时 +1 位作者 谢志坤 刘永贤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1474-1477,共4页

在对主轴部件分析模型进行研究的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟轴承支承的方法,建立了主轴部件动力学分析有限元模型.分别建立了采用两组和三组弹簧阻尼单元,且弹簧阻尼单元沿圆周方向以不同角度布置的机床主轴有限元模型,分析了不同支... 在对主轴部件分析模型进行研究的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟轴承支承的方法,建立了主轴部件动力学分析有限元模型.分别建立了采用两组和三组弹簧阻尼单元,且弹簧阻尼单元沿圆周方向以不同角度布置的机床主轴有限元模型,分析了不同支承情况及弹簧阻尼不同布置角度对主轴模态分析的影响.在对比分析的基础上,确定了合理的分析模型.以沈阳第一机床厂研制和开发的CHH6125高速数控机床主轴为对象,对主轴部件进行有限元模态分析和谐响应分析,并将其和机床试验的结果进行对比,验证了有限元分析模型的正确性. 展开更多

关键词 数控机床 高速机床 主轴部件 有限元分析 动态性能

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车-车拉数控机床拖板有限元分析及优化设计 被引量：82

2

作者 丛明 房波 周资亮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期208-213,共6页

针对TTB300-1500车-车拉数控机床拖板的结构特点,运用有限元优化设计方法,建立了机床拖板的有限元计算模型,进行了模态分析,给出了机床拖板的前4阶固有频率和相应振型,并对机床拖板的几何参数进行动态特性的灵敏度分析。在此基础上,确... 针对TTB300-1500车-车拉数控机床拖板的结构特点,运用有限元优化设计方法,建立了机床拖板的有限元计算模型,进行了模态分析,给出了机床拖板的前4阶固有频率和相应振型,并对机床拖板的几何参数进行动态特性的灵敏度分析。在此基础上,确定了机床拖板主要设计参数的变化对低阶固有频率的影响规律,指出了机床拖板的薄弱环节。通过修改设计参数对机床拖板进行结构优化,提高了机床拖板的动态性能,为机床支承部件的优化设计提供了可借鉴的方法。 展开更多

关键词 数控机床拖板 有限元分析 模态分析 动态性能 优化设计

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某型数控车床床身的模态分析与结构优化 被引量：42

3

作者 李小彭 赵志杰 +1 位作者 聂慧凡 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期988-991,共4页

利用ANSYS有限元分析软件,以某型机床床身为研究对象,建立床身的简化有限元模型,以固有频率作为衡量床身动态性能优劣的指标,通过模型在不同参数下的前六阶固有频率及振型进行对比分析,重点研究了不同床身高度时床身固有频率的变化趋势... 利用ANSYS有限元分析软件,以某型机床床身为研究对象,建立床身的简化有限元模型,以固有频率作为衡量床身动态性能优劣的指标,通过模型在不同参数下的前六阶固有频率及振型进行对比分析,重点研究了不同床身高度时床身固有频率的变化趋势,以及主轴箱支撑台筋板不同布置方式对床身动态特性的影响,并对此提出有效的解决方案.结果表明,优化后的机床床身具有良好的动态性能,进而能够提高机床加工精度的保持性和可靠性. 展开更多

关键词 数控车床 模态分析 固有频率 动态特性 优化设计

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基于遗传算法的数控机床主轴优化设计方法 被引量：14

4

作者 郭辰光 王鹏家 +1 位作者 田鹏 刘永贤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期850-853,共4页

通过分析主轴的结构和加工过程中的受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型.针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入遗传算法,应用实数编码规则和改进的遗传算子对数控机床主轴进行优化设计.在VC++平台上,利用C+... 通过分析主轴的结构和加工过程中的受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型.针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入遗传算法,应用实数编码规则和改进的遗传算子对数控机床主轴进行优化设计.在VC++平台上,利用C++语言构建基于遗传算法的数控机床主轴优化设计系统.通过实例设计及结果分析,验证了应用基于遗传算法的数控机床主轴优化设计方法所得的主轴结构参数比常规设计更可靠,充分显示了遗传算法在机床主轴部件优化设计中的效益和应用价值. 展开更多

关键词 数控机床 数学模型 遗传算法 主轴 优化设计

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高速数控机床主轴部件有限元建模方法研究 被引量：11

5

作者 张耀满 刘春时 +1 位作者 谢志坤 刘永贤 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第9期76-80,共5页

以沈阳第一机床厂生产的某高速数控车床为研究对象,研究了机床主轴部件有限元模型的建立方法,以及采用弹簧阻尼单元模拟主轴轴承支承的方法研究,并讨论了弹簧阻尼单元布置情况对分析结果的影响。对主轴部件进行有限元分析包括模态分析... 以沈阳第一机床厂生产的某高速数控车床为研究对象,研究了机床主轴部件有限元模型的建立方法,以及采用弹簧阻尼单元模拟主轴轴承支承的方法研究,并讨论了弹簧阻尼单元布置情况对分析结果的影响。对主轴部件进行有限元分析包括模态分析和谐响应分析,并通过试验对有限元模型进行验证。 展开更多

关键词 高速机床 主轴部件 有限元分析 动态性能

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数控车床主轴部件有限元分析及其验证 被引量：12

6

作者 张耀满 王伟 刘永贤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期720-723,共4页

研究了主轴部件有限元动力学分析模型的建立方法,分析得到弹簧阻尼单元沿圆周方向布置角度的变化,对有限元分析结果影响很小,因此采用沿圆周方向均匀布置的弹簧阻尼单元模拟建立主轴支承模型的方法,确定了建立较为合理的分析模型.以沈... 研究了主轴部件有限元动力学分析模型的建立方法,分析得到弹簧阻尼单元沿圆周方向布置角度的变化,对有限元分析结果影响很小,因此采用沿圆周方向均匀布置的弹簧阻尼单元模拟建立主轴支承模型的方法,确定了建立较为合理的分析模型.以沈阳第一机床厂生产的CKS6125数控车床为研究对象,对主轴部件进行动力学仿真分析.通过机床主轴部件动态性能试验,验证了有限元分析模型可行性和分析结果可信性. 展开更多

关键词 数控机床 主轴部件 有限元分析 动态性能

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基于改进PSO算法的数控机床主轴优化设计 被引量：15

7

作者 朱成实 勾延生 +1 位作者 李铁军 李尚帅 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第20期2784-2788,共5页

通过分析主轴结构和加工过程中受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型。根据邓克莱法计算得到的一阶固有频率近似值,引入动态约束条件。针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入粒子群优化(PSO)算法,并提出了一... 通过分析主轴结构和加工过程中受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型。根据邓克莱法计算得到的一阶固有频率近似值,引入动态约束条件。针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入粒子群优化(PSO)算法,并提出了一种惯性权重值适应性递减的粒子群(ADW)算法。将ADW算法用于数控机床主轴优化实例中,得到主轴结构参数优化组合。研究结果表明,运用所建立的主轴优化设计数学模型及改进粒子群算法可以得到主轴结构参数优化组合,充分显示了该研究方法的有效性。 展开更多

关键词 数控机床主轴 数学模型 粒子群算法 惯性权重 优化设计

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数控机床主轴优化设计专家系统研究 被引量：16

8

作者 刘世豪 张云顺 王宏睿 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期372-381,共10页

为了提高数控机床的加工精度并促进制造业升级发展,对数控机床主轴优化设计专家系统进行了研究。基于当前丰富的数控机床主轴设计经验、机械动力学、优化方法和模糊逻辑理论,构造了主轴传动方式模糊优选法。以提高数控机床主轴的动静态... 为了提高数控机床的加工精度并促进制造业升级发展,对数控机床主轴优化设计专家系统进行了研究。基于当前丰富的数控机床主轴设计经验、机械动力学、优化方法和模糊逻辑理论,构造了主轴传动方式模糊优选法。以提高数控机床主轴的动静态性能为优化目标,通过灵敏度分析法选择设计变量,建立主轴结构多目标优化设计的数学模型,并提出一种渐进优化算法用于模型求解,得到一种新的主轴结构优化设计方法。将主轴传动方式模糊优选法和主轴结构优化设计方法进行集成,从而形成一套数控机床主轴优化设计专家系统。以一种精密数控机床主轴的多目标优化设计作为应用案例,将优化设计结果与实际情况和实验结果进行对比分析,验证了所构造的数控机床主轴优化设计专家系统的可行性。 展开更多

关键词 数控机床 主轴 模糊逻辑 专家系统 优化设计

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基于ANSYS的机床主轴结构优化设计 被引量：15

9

作者 杜官将 李东波 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第12期22-24,共3页

运用APDL建立机床主轴的参数化有限元模型,应用ANSYS优化设计功能,以主轴的重量为优化目标,对主轴的支承跨距、外径、悬伸长度和传动件安装位置进行了优化计算,并对优化结果进行了分析。结果表明:主轴结构优化后,在保证机床各种性能的... 运用APDL建立机床主轴的参数化有限元模型,应用ANSYS优化设计功能,以主轴的重量为优化目标,对主轴的支承跨距、外径、悬伸长度和传动件安装位置进行了优化计算,并对优化结果进行了分析。结果表明:主轴结构优化后,在保证机床各种性能的前提下,主轴重量得到有效的减小。 展开更多

关键词 机床主轴 优化设计 ANSYS APDL

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考虑机床动态性能的床身元结构二次优化方法 被引量：6

10

作者 刘成颖 谭锋 +1 位作者 王立平 黄子凌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期399-404,共6页

通常在机床零件的拓扑结构形式确定以后,单纯的尺寸优化往往难以取得较好的效果。以某卧式加工中心的床身结构为研究对象,提出了一种在元结构优化分析的基础上对结构整体进行二次优化的方法。首先根据床身结构特点提取其元结构进行优化... 通常在机床零件的拓扑结构形式确定以后,单纯的尺寸优化往往难以取得较好的效果。以某卧式加工中心的床身结构为研究对象,提出了一种在元结构优化分析的基础上对结构整体进行二次优化的方法。首先根据床身结构特点提取其元结构进行优化分析,按优化得到的圆形与椭圆形出砂孔尺寸参数对床身结构进行重新设计。然后采用响应面优化方法,将元结构分析的尺寸参数在床身整体结构中进行进一步优化研究。分析表明,在结构质量变化极小的前提下,单纯的元结构优化设计的床身能够改善结构单件及整机的动态性能,但改善幅度较小;而床身整体结构二次优化后其基频提高的幅度约是前者提高幅度的3倍,同时使得整机参考点在X方向的最大响应幅值降低55.2%,Y方向降低83.9%,Z方向降低82.8%。 展开更多

关键词 机床床身 动态性能 元结构 二次优化

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基于竞选算法的机床主轴结构优化设计 被引量：15

11

作者 郑玲利 吕文阁 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第8期35-37,共3页

竞选算法是一种具有并行能力的启发式优化算法,其搜索机制模拟竞选活动中对支持率的追求动机,将其应用于机床主轴的结构优化设计,并以一个实例分析了设计全过程。首先根据在满足各种约束条件下,使机床主轴刚度最好和材料最省的要求,建... 竞选算法是一种具有并行能力的启发式优化算法,其搜索机制模拟竞选活动中对支持率的追求动机,将其应用于机床主轴的结构优化设计,并以一个实例分析了设计全过程。首先根据在满足各种约束条件下,使机床主轴刚度最好和材料最省的要求,建立了机床主轴结构优化设计的数学模型,应用竞选算法对问题进行了求解,得到了结构优化设计方案。结果表明,竞选算法在机械优化设计中具有实用性和可行性。 展开更多

关键词 竞选算法 机床主轴 优化设计

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陶瓷轴承主轴单元动特性的实验研究 被引量：2

12

作者 赵相松 徐燕申 任成祖 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期253-255,共3页

对陶瓷轴承主轴单元的动态性能特点进行了实验研究。研究发现，在相同预紧和脂润滑条件下，陶瓷轴承主轴单元的阻尼系数比钢轴承主轴单元小，主轴端部的直接动柔度比钢轴承主轴单元大。研究结果为采用陶瓷轴承主轴单元的高速和超高速数... 对陶瓷轴承主轴单元的动态性能特点进行了实验研究。研究发现，在相同预紧和脂润滑条件下，陶瓷轴承主轴单元的阻尼系数比钢轴承主轴单元小，主轴端部的直接动柔度比钢轴承主轴单元大。研究结果为采用陶瓷轴承主轴单元的高速和超高速数控机床的动态设计提供了实验依据。 展开更多

关键词 陶瓷轴承 主轴单元 动态特性 实验研究 数控机床

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基于改进元胞多目标遗传算法的机床主轴优化 被引量：3

13

作者 张屹 万兴余 +1 位作者 郑小东 詹腾 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第6期260-265,共6页

为了进一步提高元胞遗传算法在求解多目标优化问题时的收敛性和分布性。在多目标元胞遗传算法的基础上,引入了三维空间元胞,提出了三维元胞多目标遗传算法。采用多目标基准测试函数对该算法进行了测试,并将其与目前比较流行的几种多目... 为了进一步提高元胞遗传算法在求解多目标优化问题时的收敛性和分布性。在多目标元胞遗传算法的基础上,引入了三维空间元胞,提出了三维元胞多目标遗传算法。采用多目标基准测试函数对该算法进行了测试,并将其与目前比较流行的几种多目标遗传算法进行对比。结果表明,此种算法在收敛性和分布性上取得了更好的效果。采用以上这几种算法分别对机床主轴多目标优化问题进行了求解,相比其他几种算法,改进的多目标元胞遗传算法得到了更优的结果,说明了改进的算法在求解此问题时行之有效。 展开更多

关键词 三维元胞结构 多目标 元胞遗传算法 机床主轴 优化设计

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直驱式主轴系统的动刚度分析 被引量：2

14

作者 黄强 陈坤 张根保 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1096-1099,共4页

为提高YK3610滚齿机直驱式工件主轴系统的抗振性能,提出了一种新的结构分析与综合优化方法。以系统动刚度为优化目标,利用目标系统的三维有限元模型,分析了几个重要设计参数对主轴系统动刚度的影响规律,并针对性地分析了这些设计参数与... 为提高YK3610滚齿机直驱式工件主轴系统的抗振性能,提出了一种新的结构分析与综合优化方法。以系统动刚度为优化目标,利用目标系统的三维有限元模型,分析了几个重要设计参数对主轴系统动刚度的影响规律,并针对性地分析了这些设计参数与系统动刚度的相关性,其中关于转子合理位置和设计参数相关性的分析结论,对制定直驱式主轴系统的整体优化方案具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 主轴系统 抗振性能 设计参数 动刚度 结构优化

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数控机床高速齿轮式主轴的齿轮组优化设计及仿真分析 被引量：1

15

作者 王秀山 朱娟花 +1 位作者 姬少龙 王永田 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期727-731,共5页

采用基于C语言的优化设计程序选取数控机床高速齿轮式主轴的齿轮组关键设计参数和最佳中心距,在设计变量中加入斜齿轮组的变位系数,在约束方程中考虑变位系数对传动性能和中心距的影响.利用上述参数,对齿轮机构进行实体建模、装配和运... 采用基于C语言的优化设计程序选取数控机床高速齿轮式主轴的齿轮组关键设计参数和最佳中心距,在设计变量中加入斜齿轮组的变位系数,在约束方程中考虑变位系数对传动性能和中心距的影响.利用上述参数,对齿轮机构进行实体建模、装配和运动仿真.仿真结果表明,所设计的齿轮组啮合部位没有出现干涉挤压区域、输出轴的转速平稳和没有明显的冲击. 展开更多

关键词 数控机床 齿轮式主轴 优化设计 仿真

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机床主轴结构非概率可靠性优化设计 被引量：3

16

作者 魏宗平 李飞舟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2009年第12期17-20,共4页

在非概率可靠性理论和优化设计方法的基础上,考虑机床主轴结构设计中结构设计参数具有的区间不确定性,建立了机床主轴结构的非概率可靠性模型,提出了机床主轴结构的非概率可靠性优化设计方法。工程算例及其结果表明文中的模型和方法具... 在非概率可靠性理论和优化设计方法的基础上,考虑机床主轴结构设计中结构设计参数具有的区间不确定性,建立了机床主轴结构的非概率可靠性模型,提出了机床主轴结构的非概率可靠性优化设计方法。工程算例及其结果表明文中的模型和方法具有一定的理论意义和实用价值。 展开更多

关键词 机床主轴 区间模型 非概率可靠性 优化设计

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基于非线性刚度约束下的精密机床主轴系统优化设计 被引量：1

17

作者 徐军民 郭明 +1 位作者 陈宗农 詹建潮 《工程设计学报》 CSCD 2002年第2期73-76,共4页

采用“卸积木式”力学模型及以拟静力学模型建立的主轴轴承刚度矩阵对机床主轴系统的结构进行优化 ,通过数学变换较大地减少计算量 ;经过对多种机床主轴系统的分析计算 ,实现了体积和刚度的优化 .并以 M2 110 A型内圆磨床的磨头为例 。

关键词 非线性刚度约束 主轴系统 优化设计 “卸积木式”力学模型 轴承刚度矩阵 精密机床

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精密机床主轴多目标优化设计 被引量：2

18

作者 孙瑛 罗会信 《武汉科技大学学报》 CAS 2003年第4期377-379,共3页

建立较为接近主轴系统实际情况的力学模型,选择易于在微机上实现分析计算和优化的数学方法,建立多支承变截面机床主轴系统静特性参数分析与优化及计算机模拟的通用程序。

关键词 机床主轴 多目标 优化设计

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泡沫铝夹芯结构机床立柱多目标优化设计 被引量：4

19

作者 于英华 单翔宇 +1 位作者 范中海 孙苗苗 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第1期63-68,共6页

为探索提高机床综合性能的新途径,提出了泡沫铝夹芯结构立柱新构型。首先,选取XK714数控机床立柱为原型,运用等刚度设计理论和轻质性设计理论初步设计泡沫铝夹芯结构机床立柱;然后,运用多目标优化设计的方法对泡沫铝夹芯结构机床立柱进... 为探索提高机床综合性能的新途径,提出了泡沫铝夹芯结构立柱新构型。首先,选取XK714数控机床立柱为原型,运用等刚度设计理论和轻质性设计理论初步设计泡沫铝夹芯结构机床立柱;然后,运用多目标优化设计的方法对泡沫铝夹芯结构机床立柱进行优化设计;最后,对原型立柱和优化前后的泡沫铝夹芯结构立柱的静、动、热态性能及轻质性进行对比分析。结果证明:泡沫铝夹芯结构机床立柱在提高机床立柱乃至整机的静、动、热态性能及轻质性方面的有效性。 展开更多

关键词 泡沫铝 机床立柱 优化设计 静动态性能 热态性能 轻质性

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数控机床主轴静动态特性分析与优化设计 被引量：19

20

作者 贾超凡 朱昱 +2 位作者 倪红军 王成 沈伟平 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第8期12-15,共4页

针对采用传统方法设计的主轴存在刚度不足、动态响应差的问题,以专用数控机床主轴为研究对象,基于CREO对其进行三维建模,同时进行静态分析与模态分析,得到主轴的变形量、应力、固有频率、临界转速和振型等静动态特性。以主轴质量最轻为... 针对采用传统方法设计的主轴存在刚度不足、动态响应差的问题,以专用数控机床主轴为研究对象,基于CREO对其进行三维建模,同时进行静态分析与模态分析,得到主轴的变形量、应力、固有频率、临界转速和振型等静动态特性。以主轴质量最轻为优化目标,对主轴的孔径、外径、支承跨距及前端悬伸量进行优化设计,并对优化前后主轴的性能进行比较。结果表明:主轴结构优化后,其质量得到减轻,质量惯性矩得到降低,主轴动态响应特性有显著提高。 展开更多

关键词 机床主轴 CREO 动态特性 优化设计

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