机床用碳纤维传动轴设计与分析.pdfVIP

室题：绿色制造技术l Topics：GreenManufacturingTechnologyII。 机床用碳纤维传动轴设计与分析 宋春生 徐仕伟 张锦光 龚静雯 (武汉理工大学机 电工程学院，湖北 武汉430070) 摘 要：根据机床传动轴的设计参数，设计 了碳纤维传动轴，确定了铺层层数及厚度。在此基础上，根据碳纤 维布的铺层原则，制定了6种铺层方案，通过 比较几种方案的变形和应力分布，从中选取最优铺层方 案。运用ANSYS有限元仿真软件，对设计的碳纤维复合材料传动轴，进行静态扭转分析和模态分 析，得到其扭转性能参数和固有频率，根据仿真结果可知设计的碳纤维传动轴能够满足机床传动轴 的使用要求。 关键词：传动轴 碳纤维 重型机床 有限元 中图分类号 ：TG5O2．12 文献标识码 ：A Designandanalysisofcarbonfibercompositepropellershaftformachinetoo SONG Chunsheng，XUShiwei，ZHANGJinguang，GONGJingwen (SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，WuhanUniversity ofTechnology，Wuhan430070，CHN) Abstract：A carbonfibercompositematerialpropellershaftwasdeveloped，itsstackinglayersandthicknesswere determinedaccordingtothedesignparametersofthemachinetoolpropellershaft．Onthisbasis，sixdif- ferentstackingsequencesweredevelopedwiththestackingprinciplesofcarbonfiberclothI，theoptimal stackingsequencewaschosenbycomparingthestrainand stressdistributionofthosedifferentstacking sequences．ThefiniteelementanalysissoftwareANSYShasbeenusedtoanalysisthestatictorsionand modalofthedesignedcarbonfibercompositematerialpropellershaft，acquireditstorsionalperformance parametersandnaturalrfequency．Thesimulationresultsshowedthatthedevelopedcarbonfibereom- positematerialpropellershaftcouldmeettheusagerequirementsofpropellershaft forheavymachine too1． Keywords：PropellerShaft；CarbonFiber；HeavyMachineTool；FiniteElement 机床传动轴主要是用来将动力源的动力传递给执 也 日益凸现 j。与传统的金属传动轴相比，具有轻质 行机构的，一般都是用钢制材料制成，在中小机床中能 高效，低振动，低噪声，易维修、节约能源等特点，这就 够较好地运行。然而重型机床传动轴的长度和直径一 给机床主轴的设计者提供了全新的契机