摘要：当前基于温度或转速的热补偿方法受限于数控系统或模型自身的局限性,在分析电主轴热伸长变化率的影响因素的基础上,提出一种基于转速和累积热误差的主轴补偿建模方法。基于某立式加工中心主轴,设计了包含启动、升速、降速、停机多种变转速工况的转速-热伸长实验,由实验数据分别建立自然指数函数预测模型和累积热伸长预测模型,并对比两种模型在设计工况的预测效果;针对主轴的累积热误差补偿模型,分别开展设计转速、单转速和随机变转速3种工况下的补偿验证实验。结果表明,3种工况下,主轴刀尖热伸长经基于累积热伸长的补偿模型补偿后,至少降低69%。这种方法成本低廉,补偿效果明显,且通用性良好,对热补偿方法的推广应用具有重要意义。

摘要：为研究跨距设计对主轴力学性能的影响,针对某型电主轴,根据经验公式计算最佳跨距的理论值以及进行不同跨距下固有频率与静刚度变化规律的仿真。通过主轴静刚度加载实验,验证主轴轴承刚度,避免对仿真模型产生影响。基于设定的边界条件,建立模态分析仿真模型及静刚度仿真模型;改变主轴跨距,分析其径向1阶固有频率及径向静刚度的变化规律,分析并总结电主轴的设计跨距对力学性能的影响程度;结合最佳跨距的理论计算值,提出电主轴跨距设计的一般原则。

摘要：针对电主轴运转过程中流量设计对主轴温升、寿命影响的问题,对电主轴冷却系统流量对主轴温度的影响进行了仿真分析和测试研究。首先,基于实际的电主轴使用情况,将其工况划分为低转速小扭矩、空载最高转速、低速最大扭矩3种工况,并对不同工况下主轴各关键部件的发热量进行了计算;然后,建立了主轴整机的温度场有限元仿真模型,将最佳流量的分析细化至了主轴的常用切削工况上,同时为避免主轴因流量供给不足造成寿命缩短、故障等问题,提出了最低流量的计算方法;最后,搭建了电主轴温升试验测试平台,对常用工况下主轴各关键部位的温升进行了测试,结合试验结果对仿真模型进行了误差验证。研究结果表明:仿真结果与试验测试之间的误差小于5%,证明电主轴仿真模型具有可靠性;常用工况下电主轴最佳冷却流量为8 L/min,恶劣空载时最低流量为0.4 L/min,恶劣负载下最低流量为0.67 L/min;该结果可为电主轴实际运转工程中的流量设计提供理论依据。

摘要：针对电主轴冷却结构设计中,热源部位的冷却流道之间,不同连接形式冷却效果不同的问题,对冷却流量、流道进\出口压差及温差进行了深入研究。首先,计算了在常用切削工况下,车床电主轴及高速加工中心电主轴各热源部位的发热量;然后,基于经典流体力学理论,设计了流量压差实验,获得了冷却机流量压力输出特性曲线,并进一步计算了主轴与冷却机之间PVC软管沿程阻力系数、沿程压力损失、接头直径转换时的局部压力损失;接着,建立了电主轴整机流固耦合仿真模型,获取了冷却流道并\串联2种方式下不同流量的主轴进\出口压力差值,结合实验得到了冷却流道并\串联2种方式下实际的冷却流量值;最后,将实际的冷却流量值纳入了电主轴整机流固耦合仿真模型,仿真计算并提取了主轴进\出口温差,利用表征冷却效果的经验公式,计算并判断了冷却流道并\串联2种方式下的冷却效果。研究结果表明:主轴冷却流道之间采用串联方式优于并联,原因是轴承部位流道结构简单,总流量上串联与并联差异不大,在电机部位吸收的热量与并联方式的差距较小;同时,因轴承发热量较小,2种方式下轴承冷却流道出口部位温度差异较小,流道串联时流经轴承的流量相对高于并联,因此吸收的热量高于并联。高速电主轴冷却流道采用并联方式优于串联方式,原因是轴承部位流道结构复杂,总流量上并联方式明显高于串联;因轴承发热量大,并联方式下前轴承与电机部位流道出口温度明显高于串联方式,因而并联方式能吸收更多的热量,冷却效果更好。

摘要：为改善径向变位加工的柔轮空间齿廓与平面齿廓刚轮的啮合状态,建立柔轮齿廓径向修形设计方法。利用柔轮装配变形的精确算法确定椭圆凸轮波发生器作用下的轮齿位置,再利用圆弧齿廓间的周向侧隙算法获得侧隙。按照直母线假定确定出轴向多个截面内的轮齿定位,进而获得侧隙,以揭示柔轮锥度变形后的空间侧隙分布。未修形的侧隙显示:按照共轭啮合理论设计的刚轮齿廓只在设计截面实现了小而均匀的侧隙分布,前端和后端出现严重干涉。利用前端和后端向内的刀具变位可消除干涉。经迭代设计的径向修形可实现所有截面侧隙趋于零的最佳状态,获得从前到后的线啮合状态。啮合轨迹线仿真表明:合理的径向修形可实现更好地齿面啮合状态。

摘要：电主轴的冷却流道结构设计及冷却条件对其温升性能影响重大。漫水式流道作为一种常见的主轴冷却流道结构形式,其结构参数包括漫水通流面积、淌水间隙、流道缺口列数和缺口宽度等。建立漫水式冷却流道的电主轴流固耦合仿真模型,研究上述几何参数对电主轴温度场的影响。结果表明,同等冷却条件下,淌水间隙越小,流道缺口列数越少,流道缺口宽度越小,且漫水通流面积与冷却流道入口面积相当时,主轴整机温升越小,即冷却效果越好。研究结果可为电主轴漫水式冷却流道的结构参数设计提供理论指导。

摘要：针对某款立式加工中心的电主轴配套编码器齿轮提出切实可行的逆向设计方法,对该逆向设计过程中的具体问题进行分析说明,并提出相应的解决方案。经现场多次实验验证,逆向设计所得编码器齿轮模型的齿型公差为0.007mm,单个齿距偏差为0.003mm,累积齿距偏差为0.0075mm,均符合《小模数渐开线圆柱齿轮精度》(GB2363-1990)中的6级精度要求。该设计方法可行有效,能够为后续其他型号编码器齿轮的逆向设计提供参考。

摘要：本文针对小型化转子压缩机开发难点,从压缩机关键零部件设计、油路设计、最小油膜设计等方向重点阐述压缩机设计要点,进一步从压缩机轴承及长期可靠性试验方案介绍压缩机可靠性评估方法,可以充分暴露产品薄弱点,为行业同类型产品开发提供参考。

摘要：工业机器人用谐波减速器为高精密机械产品,其研发难点在于减速机的使用寿命,本文从谐波减速机的渐开线齿形设计、齿向修型、齿形检测等方面重点阐述关键点,同时针对减速机精度及寿命指标差的行业难题,提出减速机的负载及加速模型计算方法及试验方法,将设计与试验相结合全面评估减速机设计可靠性,快速识别产品设计薄弱点,不断提升国产减速机可靠性水平,为同行业产品开发人员提供参考。

摘要：无油涡旋空压机因其能够连续且稳定地输送高品质压缩空气,在气动控制系统中得到了广泛应用。文章基于LabVIEW软件及其硬件平台与可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)及比例-积分微分(Proportion-Integral-Differential,PID)控制相结合设计的测试系统,准确测试空压机的排气压强、流量、功率以及比功率等主要指标,实现了测试和调节控制的自动化,能实时采集和保存全过程的测试数据,同时加强结构设计,测试系统集成化程度高。试验结果验证了测试系统设计的正确性和合理性。