【现货】高速精密电主轴仿真关键技术研究

图书标准信息

• 作者 何强；李安玲
• 出版社 华中科技大学出版社
• 出版时间 2018-09
• 版次 1
• ISBN 9787568033916
• 定价 35.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 铜版纸
• 页数 208页
• 字数 258千字

【内容简介】

本书系统地研究了电主轴的仿真分析思路、方法和技巧。通过学习本书,可极大地提高机械工程师的设计仿真效率,大限度地挖掘工程师的创造力。本书基于 ANSYS 有限元、MATLAB 分析和 SolidWorks 三维建模等软件,结合电主轴三维设计及仿真分析,在 ７ 章篇幅里依次介绍了国内外电主轴仿真分析现状,电主轴的设计思路及关于其静态特性、动态特性、热态特性和流体特性的仿真分析。本书介绍了 ANSYS 、 MATLAB 和 SolidWorks 等软件在电主轴研究中的应用,重点介绍了电主轴的仿真分析方法和过程,力求紧扣操作环节,语言简洁,避免了冗长的解释说明,使读者能够快速了解电主轴的仿真分析方法和步骤。在仿真分析过程中,通过适量的电主轴综合实例操作,向读者系统地展示了电主轴的仿真分析思路、方法、过程和技巧

【作者简介】

何强，男，汉族，1976年3月30日生，工学博士学位，博士后，副教授，硕士生导师。主要研究方向:轴承润滑、精密电主轴、机床、数据采集与分析。主持国家自然基金1项，博士后自然基金1项，河南科技攻关项目2项，河南省教育厅科学技术研究重点项目2项。主讲材料力学，机械设计，机械控制工程基础等课程，获发明专利授权22项，发表学术论文36篇，其中SCI，EI检索16篇，获得2014年河南省教育厅学术技术带头人称号，获得2013年河南省优秀博士后称号，获得2013年安阳市学术技术带头人称号。主持课题1、2016年河南省高校重点科研项目《高温高压超临界水腐蚀滚动轴承精密制造及可靠性评估》基金号16A460001  5万2、2015年度河南省重点科技攻关项目《大功率高转速精密车削中心电主轴的研制及可靠性评估》基金号 1521022101963、2013年度河南省教育厅科学技术研究重点项目，《高速润滑脂测试平台开发与研究》基金号(13A460002)  2万4、2013年安阳工学院校级重点实验室，《机床关键功能部件重点实验室》 30万5、2012国家自然科学青年基金，《高速列车轴承纳米润滑机理分析与可靠性评估》基金号（51105002） 25万6、2012年国家科技重大专项子课题，《ADGM系列高速精密数控车床及车削中心》基金号（2012ZX04005-021） 30万7、2012河南省科技重点攻关项目，《复合纳米脂润滑陶瓷球轴承可靠性研究》基金号（122102210246）近三年发表论文He Qiang, Li Anling, Shen Yuan. Design and application on experimental platform for high-speed bearing with grease lubrication[J] Advances in Mechanical Engineering, 2015, Vol. 7(11) 1–8He Qiang, Li Li-Li. The Optimization Design of Lathe Motorized Spindle [J] Recent Patents on Mechanical Engineering 2015, 8, 249-259He Qiang, Li Lili, Ren Fengzhang. Numerical Simulation and Experimental Study of the Hydrostatic Spindle with Orifice Restrictors[J]The Open Mechanical Engineering Journal, 2015, 9, 1293-1303Zhao Dong, Weiwei Zhang, He Qiang* .Experimental Study on the High Speed Performance of Bearings[J] Recent Patents on Mechanical Engineering 2015, 8, 260-266何强； 李安玲； 任帅阳； 李丽丽；高速电主轴数据采集系统设计[J]机床与液压，2015，5，107-111何强； 李向东； 李安玲； 张伟； 张勇；中凸变椭圆机床夹具设计与仿真分析[J]机床与液压，2014,09,112-114  何强； 李安玲； 郭龙斌； 张鹏伟； 李丽丽； 张国烨；电机后置式电主轴的结构优化[J]机械制造，2014,08,24-26何强； 李向东；基于导师制本科生机制专业培养模式的实践与思考[J]安阳工学院学报，2014.04何 强，张国亮，李安玲，赵亚东，张 勇. 车床皮带轴热力学仿真分析[J].制造技术与机床.2013，08，80-82.He Qiang, Li Anling, Zhang Yong, Jun Ye, Li Xinsheng.Simulation Analysis of Thermodynamics on the Belt Spindle of the Machining Center[J].Advanced Matenals Research Vols.2013,690-693. 何强，李安玲，叶军.加工中心皮带轴热力学仿真分析[J].组合机床与自动化加工技术.2013,06,15-22.发明专利1、何强;叶军. 高速轴承试验机. 申请公布号 CN 102636348A2、何强;叶军；牛青坡；李泽强；张海鹏；王琼；王艳. 高速轴承试验机的加载装置.申请公布号 CN102620935A3、何强；叶军；一种高速全钢角接触轴承用导热润滑脂及其制备方法.申请公布号 CN102703179A4、何强 双驱动串联电机式电主轴. 申请公布号：104942635A5、何强 电主轴的均压气封和针孔内伸式润滑的装置. 申请公布号：105057710A6、何强 高速电主轴综合实验平台与实验方法. 申请公布号：105067234A7、张继祝;张静娟;李安玲;李文清;何强.剐齿机工具主轴.  申请公布号 CN102371364A8、张继祝;张静娟;李安玲;李文清; 何强.剐齿机刀具电主轴. 申请公布号 CN102328100A9、刘宏昭;邱荣华;周训通;原大宁; 何强.一种高速电主轴切削力模拟加载及测试装置. 授权公告号CN102169054B10、刘宏昭;邱荣华;周训通;原大宁; 何强. 一种高速电主轴非接触电磁加载装置. 授权公告号CN102109416B11、刘宏昭;邱荣华;周训通;原大宁;何强.高速电主轴非接触加载力及扭矩测试装置及测试方法. 授权公告号CN102128697B

【目录】

　　１．１．２　

电主轴的动态特性仿真  ３ 

　　１．１．３　

电主轴的热态特性仿真  ７

　　１．１．４　

电主轴的流场特性仿真  １３ 

　１．２　

小结  ２５ 

第

２ 章 　 高速电主轴结构分析  ２７

　２．１　

内置电机  ２７

　２．２　

轴承  ２８

　　２．２．１　

轴承的选择  ２９

　　２．２．２　

轴承的配置形式  ３０

　　２．２．３　

轴承的预紧  ３１

　　２．２．４　

轴承静刚度的简化计算  ３３

　２．３　

主轴  ３４ 

　　２．３．１　

主轴材料的选择  ３４

　　２．３．２　

主轴的刚度分析  ３４ 

　　２．３．３　

主轴的热处理  ３４

　　２．３．４　

电机转子与主轴过盈量分析  ３５ 

　　２．３．５　

主轴的动平衡分析  ３７

　　２．３．６　

主轴的临界转速分析  ３８ 

　２．４　

润滑系统  ３９

　２．５　

冷却系统  ４１

　　２．５．１　

电主轴的散热分析  ４１

２．５．２　

电主轴的螺旋冷却水道分析  ４１

　２．６　

小结  ４２

第

３ 章 　 静力学仿真分析 ４３

　３．１　

主轴静力学仿真  ４３

　　３．１．１　

优化模型的建立  ４３ 

　　３．１．２　

仿真结果  ４４

　３．２　

轴承的静力学问题  ４８

　　３．２．１　

接触问题与单元类型  ４９

　　３．２．２　

弹性接触问题基本方程  ５１

　　３．２．３　

接触问题解析解  ５１

　　３．２．４　

有限元模型建立  ５２ 

　　３．２．５　

网格划分与接触对定义  ５３

　　３．２．６　

约束边界条件与外载荷  ５４

　　３．２．７　

求解设置  ５７

　　３．２．８　

计算结果及分析  ５７ 

　３．３　

小结  ６１

第

４ 章 　 高速电主轴主轴动力学   ６２ 

　４．１　

邓柯莱法临界转速估算  ６２

　　４．１．１　

均匀质量轴的临界转速计算  ６３

　　４．１．２　

带圆盘不计轴自重时轴的一阶临界转速计算  ６４

　　４．１．３　

实例计算  ６４

　４．２　

主轴动态仿真分析  ６７

　　４．２．１　

主轴转子-轴承系统运动微分方程  ６７ 

　　４．２．２　

主轴模态分析  ６８

　４．３　

主轴谐响应分析  ６８

　４．４　

高速磨床电主轴主轴动力学仿真  ６９ 

　４．５　ANSYS 中的加载与求解  ７１

　４．６　

试验研究  ７３ 

　　４．６．１　

静态锤击法  ７３

　　４．６．２　

动态试验法  ７４ 

　４．７　

结果与分析７６

　４．８　

松拉刀电主轴主轴动力学仿真  ７６

　　４．８．１　

电主轴结构  ７６

　　４．８．２　

电主轴主轴动态性能分析  ７８ 

４．９　

小结  ８２

第

５ 章 　 高速电主轴轴承动态仿真分析  ８３

　５．１　

球轴承和非线性动力学理论基础  ８３

　　５．１．１　

球轴承的结构特点  ８３ 

　　５．１．２　

球轴承的基础理论  ８６

　　５．１．３　

非线性动力系统基本理论  ８８ 

　５．２　

高速电主轴轴承非线性动力学分析  ９４ 

　　５．２．１　

滚动轴承受力分析  ９５

　　５．２．２　

轴承径向游隙变化下的系统动力学分析  ９９ 

　５．３　

基于 LSＧDYNA 的轴承动力学分析  １０８

　　５．３．１　LSＧDYNA 简介  １０８ 

　　５．３．２　LSＧDYNA 的方程  １０９

　　５．３．３　LSＧDYNA 有限元显式算法  １１０ 

　　５．３．４　

混合陶瓷球轴承动力学分析  １１０

　５．４　

小结  １２４

第

６ 章 　 高速电主轴的传热分析与温度场数学模型  １２５

　６．１　

传热的基本类型  １２５ 

　　６．１．１　

热传导  １２５

　　６．１．２　

热对流  １２５ 

　　６．１．３　

热辐射  １２６

　６．２　

电主轴的传热机制  １２６

　　６．２．１　

高速电主轴的热源及发热量分析  １２７ 

　　６．２．２　

高速电主轴的传热分析  １３０ 

　６．３　

温度场计算的有限元法  １３４ 

　　６．３．１　

傅立叶定律  １３４ 

　　６．３．２　

温度场的数学模型及边界条件  １３４ 

　　６．３．３　

稳态传热  １３６

　　６．３．４　

瞬态传热  １３７

　６．４　

高速电主轴的热态仿真分析  １３７

　　６．４．１　

材料参数与边界初始条件  １３７ 

　　６．４．２　

主轴的热力学分析  １３８

　６．５　

混合陶瓷球轴承的热分析  １４０ 

　　６．５．１　

实体模型的建立及单元选择  １４０ 

６．５．２　

边界条件  １４１ 

６．６　

热态特性对电主轴系统动力学特性的影响  １４３

　　６．６．１　

物理模型创建  １４４ 

　　６．６．２　

数值仿真结果  １４５

　　６．６．３　

电主轴的试验研究  １４８

　　６．６．４　

改善电主轴热态特性的基本思路  １５１

　６．７　

小结  １５２

第

７ 章 　 流场仿真分析  １５３

　７．１　

电主轴风场仿真  １５３

　　７．１．１　

数值模拟模型  １５３

　　７．１．２　

电主轴的试验研究  １５９ 

　　７．１．３　

仿真结果与试验结果对比  １６４ 

　７．２　

电主轴水冷分析  １６６ 

　　７．２．１　

最佳冷却系统的确定  １６７

　　７．２．２　

热态特性仿真分析  １７２ 

　　７．２．３　

试验验证  １７６ 

　７．３　

液体静压主轴仿真与试验验证  １８１

　　７．３．１　

液体静压主轴结构  １８１

　　７．３．２　

液体静压轴承的工作原理及结构  １８２

　　７．３．３　

液体静压轴承的数学模型  １８４

　　７．３．４　

液体静压轴承仿真分析  １８７ 

　　７．３．５　

液体静压轴承试验验证  １９１

　７．４　

小结  １９２

参考文献    １９４