西安文理學院機械電子工程系本科畢業設計（論文）題目數控車床主軸參數化建模及頻域分析專業班級08機械2班學號08102080209學生姓名陳建偉指導教師劉凌設計所在單位西安文理學院數控車床主軸參數化建模及頻域分析摘要：本畢業設計是對CKA6140數控車床主軸進行參數化建模及頻域分析，將現代化的設計方法應用于機床的設計，以數控系統設計方案的擬定為主線，通過對數控車床主軸伺服系統機械部分進行參數化設計，理論強度基礎計算及其關鍵零件的校核，對車床進給伺服系統進行數學建模，然后使用ANSYS軟件進行頻域仿真，簡要論述了頻域方法和動力學分析的基本求解過程，建立機床主軸頻域模型，合理的確定了載荷、軸承支承剛度和約束條件，選定了單元類型。采用Lanczos法對其進行自由模的具體研究內容，總結了機床、動態設計方法研究和機床主軸動靜態研究的發展狀況和發展趨勢，在總結前人研究成果的基礎上，結合當前的技術發展趨勢，采用頻域方法來進行研究，簡要論述了模態分析，得到主軸的固有頻率和振型，找出工作時容易發生共振的頻率域，為進一步提高精度和轉速提供理論依據。通過畢業設計進行了機電結合的全方面訓練，從而培養設計計算的能力以及分析和處理生產過程中所遇到的問題的綜合能力。關鍵詞：頻域分析；模態分析；機床主軸；振動FrequencyDomainAnalysisandParametricModelingofCNCLatheSpindleAbstract:ThisgraduationprojectistheCKA6140lathespindlemachineparametricmodelingandfrequencydomainanalysis,themainlinetotheformulationofthenumericalcontrolsystemdesign,Parametricdesign,CNClathespindlemachinefeedthemechanicalpartoftheservosystemandthecheckingofthetheoreticalstrengthcalculatedonthebasisofavailability,latheintothemathematicalmodelingoftheservosystem,andthenusetheANSYSsoftwareforfrequencydomainsimulation.Inthepaper,thedevelopmenttrendsofmachinetoolanddynamicdesignaresummarized.AndtheFEAmethodsaretakentouse.Thebasicresolvingprocessesaboutthemodalparametersidentifiertheory.Thebasicresolvingprocessesaboutstaticanalysisandkineticanalysis.Thesolidmodelofspindleisestablished.Duringthebuildingofthemodel,theloadonthespindle,thesupportingstiffnessofbearing,theboundaryandelementsareanalyzedcorrectly.ThemodalfrequencyandmodalshapecharacteristicsareobtainedbyFEMmodalanalysiswiththeLanczosmethod.Andthefrequencyregionoftheresonanceinworkisobtained.Graduatedesigntraininginallaspectsofmechanicalandelectricalintegration,inordertocultivatetheabilitytodesigncalculationsandtheproblemsencounteredintheproductionprocessoftheanalysisandprocessingcapabilities.Keywords:FiniteElementMethod；ModalAnalysis；Spindle；vibration目錄1目錄1緒論.11.1課題研究的背景及意義.11.2數控機床主軸國內外研究現狀.11.3本課題的研究內容.22總體設計方案.42.1設計要求.42.2設計參數.52.3總體設計方案圖.53數控系統選擇.63.1簡介西門子802S數控系統.63.2802S數控系統的組成.63.3數控機床伺服系統的選擇.74主軸計算及校核.84.1主軸設計.84.1.1電動機的選擇.84.1.2帶傳動設計.84.2主軸的校核.104.2.1傳動組齒輪模數的確定和校核.104.2.2齒輪強度校核.114.2.3主軸撓度的校核.124.2.4主軸彎曲變形的校核.134.2.5主軸扭轉變形校核.134.3主軸最佳跨距的確定.144.3.1選擇軸頸直徑,軸承型號和最佳跨距.144.3.2求軸承剛度.144.4主軸支承處軸承的選擇.154.5主軸圖.165參數化建模.175.1理論基礎.175.1.1主軸的動力學模型.175.2建立目標函數.185.3約束條件.195.3.1剛度約束.195.3.2強度約束.195.3.3轉角的限制.205.3.4扭轉變形的限制.205.3.5切削力的限制.206數控車床主軸的頻域分析.216.1頻域簡介及ANSYS軟件應用.216.1.1頻域概述.216.1.2ANSYS軟件應用.22目錄26.2機