刀具主軸是數(shù)控機(jī)床機(jī)械本體的關(guān)鍵部件，其動態(tài)特性直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度、穩(wěn)定性和可靠性。精密旋轉(zhuǎn)機(jī)械在設(shè)計之初就需要進(jìn)行動態(tài)設(shè)計，而基于機(jī)械部件建立合理的動態(tài)模型是動態(tài)設(shè)計的基礎(chǔ)。數(shù)控螺旋錐齒輪銑床銑削螺旋錐齒輪時，刀具遵循復(fù)雜的空間曲線。如果動態(tài)性能不符合要求，容易產(chǎn)生顫振現(xiàn)象，影響銑削工件的加工質(zhì)量。旋轉(zhuǎn)機(jī)械動力學(xué)一直是動力學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。穩(wěn)定可靠的旋轉(zhuǎn)機(jī)械動態(tài)模型不僅可以直接提高設(shè)計效率，優(yōu)化傳統(tǒng)機(jī)械的設(shè)計方案，還可以為提高現(xiàn)有機(jī)械的綜合性能指標(biāo)提供方案支持。JORGENSEN等人

在高速主軸-FAG進(jìn)口軸承滾軸系統(tǒng)的動態(tài)分析中，采用主軸腐爛的總質(zhì)量方法，其等效性相當(dāng)于Timo申科光束模型，并考慮了角接觸球fag進(jìn)口軸承離心載荷對nsk進(jìn)口軸承的影響，并實(shí)驗證明主軸-fag進(jìn)口軸承系統(tǒng)動力體的數(shù)字解液具有快速性、穩(wěn)健性的特點(diǎn)：阿爾廷塔斯等

用有限元分析模擬了主軸-進(jìn)口軸承系統(tǒng)，并對進(jìn)口角接觸球軸承間距進(jìn)行了優(yōu)化

[3]利用表面積分法和有限元法建立了FAG進(jìn)口軸承的接觸力學(xué)模型，并利用所提出的方案對滾動FAG進(jìn)口軸承的NSK進(jìn)口軸承矩陣進(jìn)行了仿真。江等人

[4]在研究進(jìn)行銑床控制主軸結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析模型時,考慮了銑削軸向力和離心力對結(jié)合面間NSK進(jìn)口中國軸承的影響,用有限元法求出了一個系統(tǒng)的固有工作頻率;趙萬華等

[5]構(gòu)建了主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)合面動力學(xué)模型,重點(diǎn)分析了結(jié)合面NSK進(jìn)口軸承、阻尼。 當(dāng)前,學(xué)者對梁、滾動 FAG進(jìn)口軸承的動力學(xué)研究頗多,對主軸系統(tǒng)結(jié)合面的接觸動力學(xué)有一定的研究,但缺乏對主軸- FAG進(jìn)口軸承系統(tǒng),特別是對螺旋錐齒輪銑齒機(jī)刀具主軸系統(tǒng)的動力學(xué)研究。筆者以數(shù)控螺旋錐齒輪銑齒機(jī)的刀具主軸系統(tǒng)為研究對象,對刀具主軸系統(tǒng)中的軸和圓錐滾子 FAG進(jìn)口軸承進(jìn)行動力學(xué)耦合分析,利用數(shù)值分析的方法對主軸- FAG進(jìn)口軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)模型進(jìn)行求解,并利用實(shí)驗驗證了所建立的動力學(xué)模型的準(zhǔn)確性。

1 工具主軸系統(tǒng)動態(tài)模型工具主軸系統(tǒng)是數(shù)控螺桿錐齒輪銑床的重要組成部分，其運(yùn)行穩(wěn)定性直接關(guān)系到銑床的加工精度。為銑床工具主軸系統(tǒng)建立了動態(tài)分析模型，有助于分析和提高銑床的動態(tài)特性。圖1中顯示的國產(chǎn)數(shù)控螺旋錐齒輪銑床的工具主軸系統(tǒng)包括主軸、錐形滾筒 FAG 入口軸承、扭矩電機(jī)、工具盤機(jī)身部件（包括刀板和攜帶刀板的法蘭）和連接套。

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