基于ansys的极坐标机床平旋盘轴的有限元分析 finite element analysis for the flat rotary dish axis of polar machine based on ansys.pdfVIP

基于ANSYS的极坐标机床平旋盘轴的有限元分析iiiiiiiiiiiI———————iI 基于ANSYS的极坐标机床平旋盘轴的有限元分析 for FiniteElement theHat DishAxis Analysis Rotary ofPolallMachineBased0_nANSYS 曹立宏1 李 刚2王宏1 (1兰州理工大学机电工程学院，兰州730050； 2陕西秦川机床工具集团有限公司秦川发展技术研究院。宝鸡721009) 摘要：针对大型壳体类零件的加工，研究设计了新型的极坐标式数控机床。采用ANSYS软件分析了其平 旋盘轴的动、静态力学特性，验证了设计的可靠性，为零件和整机的设计制造提供了理论依据。 关键词：极坐标机床ANSYS静力特性动力特性 DOI：10．3969／j．issn．1007—080x．2012．03．009 the of Abstract：For researchand anew ofmachinetoolswhich Iargeshell-type design processing parts，we type called thesoftwareof thestaticand characteristicsoftheflat ANSYS。we polarmachine．Using analyzed dynamic rotary dish the ofthe and forthe andmanufactureofthe and axis，verified reliabilitydesignprovidedtheory design component machine． machine static ANSYS characteristicscharacteristic Keywords：polar dynamic 0引育 1平旋盘轴的受力分析 针对一些大型壳体类零件，如风力发电机轮毂、大 设计的机床结构简图如图1所示。 型电机壳体、大型风机壳体等的加工，本课题研究了一 由于梁单元便于建立物理方程，以往对于轴类零 种机床主轴按极坐标轨迹运行的极坐标数控机床。所 件，多采用空间梁单元模拟；但梁单元模型忽略了平旋 谓极坐标式数控机床是指在极坐标下数控机床本身具 盘轴截面几何形状及剪应力的影响，而三维实体单元 有一个能够实现极角改变的旋转轴和一个能够实现极 可以考虑截面几何形状因素。随着计算机软硬件技术 径改变的径向移动轴，两轴在位置控制模式下可以实 的发展，使得现在的个人计算机有了以前工作站的运 现角位移与径向位移的联动。由于采用了“极坐标数 控”这一设计思想，使得该系列机床不但具有传统数控 算能力。本文采用三维实体单元来模拟平旋盘轴。在 机床的优点，而且更加适合按极坐标参数加工大型回 约束条件上，三维实体单元更加接近实际情况；对于长 转类零件沿环形分布要素，以及复杂曲线．曲面…。 径比小于10：l的平旋盘轴部件，适宜