[00372913]机床立柱的动态特性分析与结构优化

该课题主要研究内容有:(1)建立磨齿机样机及立柱的三维有限元模型,通过有限元软件对其进行静力和动态分析,得到样机及立柱的静、动态特性;(2)设计了多种形式的立柱类型,比较了立柱不同筋板型式的静动态性能,分析了立柱外部特征参数对立柱的影响;(3)根据所选的立柱结构进行灵敏度分析,发现立柱的宽度增加可以有效地提高立柱的性能.再以立柱的模态频率为约束条件进行拓扑优化,分析结果可知立柱的下半部对立柱的性能影响较大.从而为磨齿机的进一步改进设计提供依据;(4)对成形磨齿机进行了模态实验,通过实验验证了理论分析结果的正确性. 研究表明,运用有限元分析和优化方法设计的立柱结构有了更高的固有频率,避免了传统设计方法的盲目性,为成形磨齿机的尽早市场化做了充分准备.该课题有以下特点:(1)针对成形磨齿机立柱进行了优化设计研究,新立柱结构和整机的各项性能都有很大提升;(2)基于Pro/E、ANSYS对成形磨齿机立柱进行参数化建模、从静态和动态两个方面进行有限元分析,提高了成形磨齿机的设计和生产周期,为下一步立柱的市场化做出设计依据;(3)通过灵敏度分析找到影响立柱性能的主要参数,设计了改进的立柱结构.设计的机床立柱通用性好,且价格低,可以取代进口的同类机床,节约外汇,促进数控内齿轮成型磨齿机国产化的进程.市场预测:该机床立柱具有广阔的应用前景.