虚拟仿真实训

辽宁工程技术大学《计算机仿真实训》报告

班级：机自13-2

姓名：刘松

指导教师：徐平

完成日期：2017-01-10

任务书

一题目、主要内容和基本要求

（一）题目：车床主轴的建模与仿真

（二）内容和基本要求

1．设计一个车床主轴组件，该主轴组件为具有如下性能参数的机床主轴，

2.绘制主轴组件的装配图。要求能够清楚表达出主轴组件主要结构，并结合图对其工作过程进行说明。

3.画出主轴零件的三维实体模型，并简要写出建模过程。

4.完成下列任务之一：（1）画出主轴组件三维装配图及爆炸图；（2）对主轴进行静态特性（应力、应变）（3）动态特性（前三阶模态）分析。

二、上交材料

1.课程设计说明书1份，8000字（正文10页）左右。

三、成绩评定

综合评定成绩：□合格（总分≥60分）□不合格（总分＜60分）

指导教师：

日期：

摘要

车床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，如机床主轴；有的用来装夹工件，如心轴。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。①旋转精度：主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动（见形位公差），主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。②动、静刚度：主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。

③速度适应性：允许的最高转速和转速范围，主要决定于轴承的结构和润滑，以及散热条件。本文从主轴的设计，三维建模，组件装配，有限元分析入手，分析和优化主轴设计。

关键词：车床主轴，三维建模，有限元分析

Abstract

Lathe spindle refers to machine drives the workpiece or tool rotating shaft. Usually by the spindle, bearings and transmission parts (gear or belt wheel) composed of spindle parts. The machine is mainly used to support transmission parts such as gears, pulleys, transmission of motion and torque, such as machine tool spindle; some used for clamping the workpiece, such as in addition to spindle planer, broaching machine and other main movement into linear movement of the machine tool, machine tool spindle. Most have motion accuracy and stiffness of the spindle structure is an important factor in determining the processing quality and cutting efficiency. To measure the spindle performance indicators are mainly rotation accuracy, stiffness and speed of rotation accuracy: adaptability. Spindle rotation When the direction affects the processing precision of radial and axial runout (see tolerances), mainly depends on the spindle and bearing manufacturing and assembly quality. The dynamic, static stiffness, bending mainly depends on the spindle stiffness, bearing stiffness and damping. The allowable maximum speed: adaptability speed and speed range, mainly depends on the bearing structure and lubrication, and cooling condition. This paper from the main design, 3D modeling, assembly, finite element analysis, analysis and optimization of spindle design.

Key words: lathe spindle, 3D modeling, finite element analysis

目录

1主轴与各项分析作用的确定 (2)

1.1机床主轴的作用和功能 (2)

1.2机床主轴的发展方向和历史变革 (2)

1.3计算机仿真和有限元分析对主轴设计的影响 (2)

1.4有限元分析的作用 (3)

1.5仿真设计和有限元分析的软件 (3)

2 主轴 (5)

2.1主轴建模过程： (5)

3、齿轮 (7)

4、装配过程 (34)

4.1打开主轴，定义为缺省 (34)

4.2节选齿轮装配 (34)

4.3最终结果图 (34)

5爆炸图： (36)

参考文献 (37)

参考文献 (11)