XK5025数控铣床主传动系统动态设计

论文题目: XK5025数控铣床主传动系统动态设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 刘立美

导师: 李丙才

关键词: 数控铣床,传动系统,模态分析,有限元模型,传递矩阵法,分析,模态柔度,能量分布率,动态优化设计

文献来源: 兰州理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本课题是以青海第一机床厂的数控铣床XK5025的主传动系统为研究对象,讨论机械结构动态优化设计在传动系统中的应用。首先对传动系统的主轴组件建立有限元实体模型,利用ANSYS软件对主轴组件模型进行模态分析,求出其固有频率和振型,再运用模态柔度和能量分布原理对主轴组件的刚度矩阵和质量矩阵进行动态优化。其次,对主传动系统,通过确定惯性元件和弹性元件,建立传动系统传递矩阵模型。再利用C语言编程求解模型的固有频率和振型,在此基础上,计算传动系统的模态柔度、惯性能分布率和弹性能分布率,最后,以模态柔度要小,惯性能分布率和弹性能分布率均匀为动态优化目标,提出修改传动系统子结构的刚度和质量。另外,对于弹性能分布率高的子结构,增大其阻尼。从而使铣床的传动系统具有良好的动态性能。

论文目录:

摘要

关键词

ABSTRACT

KEYWORD

第一章绪论

1．1 引言

1．2 机械动态设计

1．2．1 机械结构动态设计内容

1．2．1．1 机械结构动力学模型

1．2．1．2 结构动态优化设计方法

1．2．2 结构动态设计的关键技术及发展现状

1．2．2．1 结构动态设计的关键技术

1．2．2．2 结构动态设计的发展现状

1．3 课题研究内容及方法

1．3．1 课题研究内容

1．3．2 课题研究意义

1．3．3 课题研究方法

第二章理论依据

2．1 有限元法

2．1．1 有限单元

2．1．2 单元的动力学方程

2．1．3 整体结构的动力学方程

2．2 传递矩阵法

2．2．1 建模的方法和步骤

2．2．2 参数的转换

2．2．3 元件的状态传递方程和传递矩阵

2．2．4 系统的传递方程和传递矩阵

2．3 模态分析理论

2．3．1 动力学模型

2．3．2 固有频率和主振型

2．3．3 模态坐标和模态参数

2．3．4 动态响应

2．3．4．1 无阻尼情况下的动态响应

2．3．4．2 比例阻尼时的动态响应

第三章基于ANSYS的主轴组件动态设计

3．1 ANSYS简介

3．1．1 ANSYS软件功能模块

3．1．2 ANSYS软件的主要特点

3．2 ANSYS结构分析过程

3．3 基于ANSYS软件的主轴组件动态分析

3．3．1 主轴组件模态分析过程

3．3．2 结果分析

3．4 主轴动态优化设计

3．4．1 优化设计的基本概念

3．4．2 模态柔度和能量平衡原理的动态优化设计

3．4．2．1 模态柔度和能量平衡原理

3．4．2．2 主轴组件动态设计

第四章主传动系统动态设计

4．1 XK5025主轴传动系统

4．2 传动系统模型

4．2．1 传动系统模型的建立

4．2．2 传动系统模型元件确定

4．2．2．1 惯性元件的确定

4．2．2．2 弹性元件的确定

4．2．3 参数的转换

4．2．4 建立数学模型

4．3 计算分析及动态设计

4．3．1 模态参数计算

4．3．2 结果分析

4．3．3 传动系统动态设计

第五章结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

发布时间: 2005-07-14

参考文献

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