轴承预紧力对进给系统动态性能影响研究及测试系统开发

摘要

进给系统是数控机床的重要组成部分，其装配预紧状态对进给系统动态性能的影响巨大，特别是对数控机床加工精度和稳定性的影响尤为显著。因此研究预紧力对进给系统动态性能的影响规律，对于指导进给系统的装配与调整具有重要的工程实用价值。本文以滚珠丝杠进给系统为研究对象，开展预紧力测试方法、预紧力对系统动热特性影响规律的研究，开发进给系统性能测试系统，为进给系统驱动单元预紧力的合理选取及系统性能测试提供理论和技术支撑。主要研究内容如下：
　　基于Hertz接触理论，计算了不同预紧力下的支承轴承刚度。结合某进给系统试验台，通过有限元分析及模态试验，验证了轴承刚度计算结果。在此基础上，研究了支承轴承预紧力对进给系统动态特性的影响规律。
　　确定了支承轴承预紧力测量方案并设计了预紧力标定装置。围绕支承轴承预紧力测量，以及不同轴承预紧力下进给系统的动特性和热特性测试，开发了进给系统动态性能软硬件测试系统。
　　在上述工作基础上，以Z向滚珠丝杠进给系统试验台为研究对象，开展了支承轴承预紧力测量以及不同轴承预紧力下的动特性和热特性测试试验研究。根据测试结果，分析了支承轴承预紧力对进给系统的动特性和功能部件热特性的影响规律，为进给系统驱动单元的装配与调整奠定了理论及技术基础。

目录

声明

字母注释表

第一章 绪 论

1.1 课题背景和研究意义

1.2 进给系统预紧力与动态性能国内外研究现状

1.3 拟解决的科学问题

1.4 本文的主要工作和研究内容

第二章 轴承预紧力对进给系统动态特性影响的分析研究

2.1 引言

2.2 基于Hertz接触理论的不同预紧力下支承轴承刚度计算

2.3 进给系统有限元建模

2.4 进给系统模态分析与试验验证

2.5 轴承预紧力对进给系统动态特性的影响分析

2.6 本章小结

第三章 进给系统动态性能硬件测试系统搭建

3.1 引言

3.2 支承轴承预紧力测量方法确定

3.3 预紧力标定装置设计

3.4 进给系统动态性能测试系统的总体结构设计

3.5 进给系统动态性能硬件测试系统搭建

3.6 本章小结

第四章 进给系统动态性能软件测试系统开发

4.1 引言

4.2 进给系统动态性能软件测试系统设计

4.3 软件测试系统功能模块开发

4.4 本章小结

第五章 进给系统动态性能测试试验

5.1 引言

5.2 轴承预紧力测量试验

5.3 进给系统动特性测试试验

5.4 进给系统热特性测试试验

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢