CA6140机床主轴箱模态和随机振动分析.pdf

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1、第5l卷第10期V01．51No．10农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2013年10月October2013doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2013．10．014CA61柏机床主轴箱模态和随机振动分析韦辽，李健(545006广西壮族自治区柳州市广西科技大学机械工程学院)【擒要】应用UG软件进行主轴箱建模，以CA6140机床主轴箱为分析对象，应用有限元分析软件ANSYSWorkbench建立主轴箱模型，并对

2、其进行模态分析和随机振动分析。通过对有限元计算结果的分析。得到机床主轴箱前六阶固有额率，得蓟机床主轴箱的应力和位移随机振动分析结果。这些分析结果为机床设计提供了依据，对提高机床主轴箱的设计质量具有重-Jt-意义。实践表明，对主轴箱进行有限元分析，能够有效地提高主轴葙设计效率。[关键词】主轴箱；ANSYSWorkbench；模态分析；随机振动分析[中图分类号】TGS02．14[文献标志码】A[文章编号】1673—3142(2013)10--0049---03ModalandRalldomVibra

3、tionAnalysisOnHeadstockofCA6140MachineToolWeiLiao。“Jian(DepartmentofMechanicalEngineering，GuangxiUniversityofScienceandTechnology，HuzhouCity，Ou肌g,,iZhuangAutonomousRegion545006，China)【Abstract]Headstockismodeledu8ingUG．TakingtheheadstockofCA6140forre

4、search，finiteelementanalysissoftwareANSYSWorkbenchisusedtoestablishheadstockmodel，andmodalandrandomvibrationanalysi8．Withtheanalysi8∞FEAcalculationresults。thefimtsixllattl础frequenciesmodelsofthemachinetoolheadstocka弛obtained．88well雎thestressanddispla

5、cementofrandomvibrationanalysis．Theseresultsprovideatheoreticalbasisforthemachinetooldesignandmanufactur-ing，anditisimportanttoimprovetheperformsneeofmachinetoolheadstock．Practiceshowsthatitcalleffectivelyimprovetheheadstockdesisnefficiencybythefinit

6、eelement。analysis．[Keywords】headstock；ANSYSW0rkbench；medalanalysis；randomvibrationanalysisO引言主轴箱是机床的主要受力部件，其刚度、动态特性直接影响到整机的加工精度和加工平稳性。主轴箱是重型机床的重要零部件之一，在机床加工中起着非常重要的作用。以CA6140机床主轴箱为研究对象，应用ANSYSWorkbench对主轴箱进行模态和随机振动分析。通过对有限元计算结果的分析，得到机床主轴箱前六阶固有额率。得到机床

7、主轴箱的应力和位移随机振动分析结果。对主轴箱进行分析，了解其动态特性。可指导主轴箱的设计，提高机床的加工精度。1理论基础1．1模态分析任何变形体都存在固有频率和振动模态，它们收稿日期：2013_06．2l修阐日期：2013-06--28是动态载荷作用下结构设计中的重要参数。固有频率和振型主要由结构的刚度、质量及其分布等参数决定。模态分析是结构评价的一个重要方面。同时它也是其他动力学分析的基础或前期分析过程。例如，谐响应分析、瞬态分析和谱分析等[11。模态分析的最终目标是识别出系统的模态参数。为结

8、构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。1．2随机振动分析随机振动分析也称功率谱密度分析(PSD)，它属于一种定性分析。随机振动分析是指机构在一些随机激励作用下计算一些物理量，如位移或应力等的概率分布情况。目前随机振动分析在机载电子设备、声学装载部件、抖动的光学对准设备等的设计上得到了广泛的应用(21。功率谱密度谱是一种概率统计方法，是对随机变量均方值的量度。一般用于随机振动分析。功率谱密度是结构在随机动态载荷激励下响应的统计农业装备与车辆工程2013拒结果，