高速电主轴的热—结构分析及温度预测研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-10页 |
| 1 绪论 | 第10-16页 |
| ·电主轴的概述 | 第10-12页 |
| ·传统机床主轴传动系统存在的弊端 | 第10-11页 |
| ·电主轴单元 | 第11页 |
| ·电主轴的研究热点 | 第11-12页 |
| ·电主轴热态性对加工的影响 | 第12页 |
| ·电主轴热特性研究现状 | 第12-14页 |
| ·本课题的来源和主要研究内容 | 第14-16页 |
| ·课题来源 | 第14页 |
| ·课题研究的主要内容 | 第14-16页 |
| 2 高速电主轴单元结构与有关参数 | 第16-23页 |
| ·高速卧式加工中心 | 第16-17页 |
| ·电主轴的主要结构及参数 | 第17-20页 |
| ·电主轴的电机 | 第18-19页 |
| ·电主轴的轴承 | 第19-20页 |
| ·电主轴的润滑冷却系统 | 第20-22页 |
| ·前后轴承的润滑系统 | 第20-21页 |
| ·轴承、电机的冷却系统 | 第21-22页 |
| ·本章小结 | 第22-23页 |
| 3 高速电主轴的热特性 | 第23-28页 |
| ·高速电主轴的热源 | 第23页 |
| ·电主轴的传热机制 | 第23-25页 |
| ·热传导 | 第23-24页 |
| ·热对流 | 第24页 |
| ·热辐射 | 第24页 |
| ·复合换热 | 第24页 |
| ·电主轴的传热 | 第24-25页 |
| ·影响电主轴温升的因素 | 第25-26页 |
| ·电主轴的热变形机理 | 第26-27页 |
| ·本章小结 | 第27-28页 |
| 4 高速电主轴发热量及换热系数的计算原理 | 第28-51页 |
| ·滚动轴承的接触应力与变形 | 第28-37页 |
| ·赫兹理论 | 第28页 |
| ·赫兹接触的简化 | 第28-31页 |
| ·球轴承在力与力矩作用下的接触角 | 第31-34页 |
| ·角接触球轴承角速度的计算 | 第34-37页 |
| ·陶瓷混合球轴承的发热计算 | 第37-41页 |
| ·摩擦机理 | 第37-39页 |
| ·轴承摩擦力矩 | 第39-40页 |
| ·角接触球轴承发热量的计算 | 第40-41页 |
| ·圆柱滚子轴承的发热计算 | 第41-42页 |
| ·无外壳电机发热量的计算 | 第42-44页 |
| ·电机中铁心的基本损耗 | 第43页 |
| ·电机绕组中电气损耗 | 第43-44页 |
| ·电机旋转时的机械损耗 | 第44页 |
| ·铁心与绕组的附加损耗 | 第44页 |
| ·电主轴的对流换热系数 | 第44-50页 |
| ·电机的定子、角接触轴承与油冷却系统的对流换热 | 第44-46页 |
| ·电机的定子和转子之间的传热 | 第46-48页 |
| ·轴承与油气润滑系统的对流换热 | 第48-49页 |
| ·电机转子端部的传热 | 第49-50页 |
| ·高速电主轴与周围空气间的传热 | 第50页 |
| ·本章小结 | 第50-51页 |
| 5 高速电主轴热-结构分析 | 第51-70页 |
| ·电主轴热态分析的方法 | 第51-52页 |
| ·ANSYS 热分析知识 | 第51页 |
| ·耦合分析 | 第51页 |
| ·热—结构耦合（顺序耦合）分析的步骤 | 第51-52页 |
| ·电主轴热分析的有限元模型 | 第52-55页 |
| ·电主轴单元类型的选择 | 第52-53页 |
| ·电主轴单元模型建立 | 第53页 |
| ·单元模型参数及网格划分 | 第53-55页 |
| ·高速电主轴热载荷的求解 | 第55-59页 |
| ·高速电主轴生热率 | 第55-57页 |
| ·高速电主轴热对流边界的确定 | 第57-59页 |
| ·高速电主轴热结构耦合分析 | 第59-64页 |
| ·高速电主轴瞬态热分析 | 第59-62页 |
| ·高速电主轴热位移分析 | 第62-64页 |
| ·改善电主轴热变形的措施 | 第64-69页 |
| ·电主轴的转速 | 第64-65页 |
| ·轴承的预紧力 | 第65-66页 |
| ·轴承油冷系统冷却油量 | 第66-67页 |
| ·轴承油气润滑系统的润滑油量与压缩空气量 | 第67-68页 |
| ·高速电主轴的热补偿 | 第68-69页 |
| ·本章小结 | 第69-70页 |
| 6 高速电主轴温度预测模型与仿真 | 第70-82页 |
| ·BP 神经网络训练数据的获得 | 第71-72页 |
| ·电主轴 BP 神经网络温度预测模型的构建 | 第72-77页 |
| ·构建 BP 神经网络 | 第72-74页 |
| ·BP 神经网络的训练 | 第74-76页 |
| ·BP 神经网络的预测 | 第76-77页 |
| ·电主轴组件温度预测程序说明 | 第77-78页 |
| ·电主轴组件温度预测的结果分析 | 第78-80页 |
| ·本章小结 | 第80-82页 |
| 7 结论与展望 | 第82-83页 |
| ·结论 | 第82页 |
| ·展望 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-85页 |
| 攻读硕士期间发表的论文 | 第85-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
