铣镗床主变速箱动态性能分析

式 （ ）就是 系统 的频率 方程 ，将 行 列式 展 开就 可 以 ５ 得到关 于 ∞ 的 ｎ各 解 ，即各 阶频 率 ，然 后 把 得 到 的 各 阶频率代 入式 （ ） ４ ，便 可 以得 到各 阶振型 向量 。 ２ ．建 立 主 变 速 箱 的 Ｃ Ｅ模 型 Ａ 主变速 箱 是一 个 经 铸 造 、机 加 工 后 得 到 的 箱 体 零件 ，箱 体 上 分 布 有 螺 孔 ，轴 承 孑 、沉 孔 、支 撑 筋 Ｌ 等 ， 状较 为 复 杂 。在 建 模 时 ，忽 略 箱 体 上 明 显 不 形
率有 着重要 影响 。 下 面将 用 有 限 元 对 主变 速 箱 进 行模 态 分析 ，由
于其结 构 阻尼 特 别 小 ，忽 略其 对 固有 频 率 和振 型 的 影响则 有式 （ ）可 得主 变速箱 的振 动方程 为 １
Ｍｘ＋Ｋ ｘ＝ ｛ ｝ ０ （） ２
式 （ ） 的解 为如下 形式 （ ２ 即各质 点按 同一 频率 作 简 谐 振动 ）
１ 构 动 力 学 方 程 ．机 对 于具有 ／个 自由度 的线 性 体 系 ，其 振 动 方 程 ７ ，
可 以表示 为 Ｍ２＋ ＋Ｋ ｘ＝ｌ ｔ 厂） （ （） １
会影 响箱体 强度 、刚度 的 部分 ，虽 然 Ｃ Ｅ的三 维 建 Ａ 模 能 力 较 弱 ，但 其 提 供 了数 据 接 口程 序 ，使 得 在 Ｃ Ｄ中的建模 能很 方便 的导人 。首先 在 、ＰｏＥ中建 Ａ ｒ ／
＝
南于 在加工 过 程 中各 个 运 动部 件 不 平 衡 以及 切
削过 程 中的 自振 等原 因会 引起 主 变速 箱 的共 振 ，进
Ｘｓ （ ｔ ） ｉ ｔ ＋０ ｎｏ
（） ３
将式 （ ）代 人式 （ ）得 ３ ２
Ｋ 一（ Ｍ ＝ ０ ｏ （） ４
而使 主轴 产 生 振 动 ，影 响 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 严重 时可 能 破坏 刀具 和 机 床 。所 以 提高 主 变 速 箱 的
Ｃ Ｄ／ ＡＭ／ ＡＰ Ａ Ｃ Ｃ Ｐ直 甩
１ ｐ ｌ ａｉｎ ｏ Ａ Ｃ ｐ ｉ ｔ ｆＣ Ｄ／ ＡＭ／ ＡＰ ｃ ｏ Ｃ Ｐ
铣镗床主变速箱动态性能分析
沈 机 集 团 昆 明 机 床 股 份 有 限公 司 （ 云南 ６００ ） ５ ２ ３ 董 光 华 王 全 宝 王 亚 东 母 其 先 屈 涛 在铣 镗 床 的各 部 件 中，主 变速 箱 是 一 个 极 其 重 要 的部件 ，主运 动 系统 的最 基 本组 成单 元 是 主 轴 机 构和 凋速 传 动 系统 。机 床 工 作 时 ，主 运 动 系 统 通 过 主轴 带动 刀具或 工件直 接参 与 工件 表 面 的成 形运 动 ， 所 以主运 动系 统 的 工作 性 能 对 加 工 质量 和机 床 生 产
设 置方法 与螺 旋下 刀相 同。 ３ ．结语
高速切 削具 有 诸 多优 点 ，例 如材 料 切 除 效率 高 、
切 削力低 、切 削平 稳 、热变 性小 及可加 工各 种难 加 工 之 间 。 “ 全距 离 ” 是 指螺 安 据 不 同 的材 质 和硬 度需 要 ，
同有 频率 ，有 助 于 主变 速 箱 更 好 的工 作 。本 文 通 过
为得到 的非零解 ，使得系数行列式为 ０ ，即
ＩＫ —ｃ Ｍ ０ ｏ Ｉ＝ （ ５）
有 限元软 件 Ａ Ｓ Ｓ 主变 速 箱体 不 同结 构 和不 同材 ＮＹ 对
料进 行前 三 阶 模 态 的 提 取 ，并 分 析 了其 固 有 频 率 ， 振 型及其 动 态 特 性 。对 比了不 同结 构 ，不 同材 料 对 其 同有频 率 的影 响 ，得出最 优的选 择 。
构 的质量 、刚度 和阻 尼 矩 阵 ，通 常 为实 对 称 Ⅳ 阶矩
阵。
（ ）斜线 进 刀方 式 ３
斜 线 进 刀 方 式 用 于窄 长 型
腔槽 的加 工 ，也 可 以有 效 减 少 下 刀 时对 刀具 的 冲击 力 。参数 设置 主要 有 “ 向 角度 ” 和 “ 斜 安全 距 离 ” ，
好 主变速 箱 体 的 模 型 ，然后 导 入 Ｃ Ｅ。导入 后 材 料 Ａ 属性 参数 设置 ：弹性模 量为 １ ３ ０ Ｐ ；材料 密度 ． ８Ｘ１ “ ａ
直径。
式 中 ， （）是 维 激 振 力 向量 ； 、戈 分别 是 Ⅳ 维 ｌｔ 厂 、 位 移 、速 度和 加 速度 响 应 向 量 ；Ｍ、Ｋ、Ｃ分别 是 结
合 理选择加工参数 。ＭＷ （ 收稿 日期 ：２ １０ １ ） ０ １６ ３
纹 起始位 置高 度 。螺 旋 直径 一 般 要求 大 于 ５ ％ 刀具 ０
７ ６
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