| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第13-28页 |
| 1.1 选题背景和意义 | 第13-14页 |
| 1.2 进给驱动技术发展现状 | 第14-17页 |
| 1.2.1 滚珠丝杠进给驱动 | 第14-15页 |
| 1.2.2 直线电机进给驱动 | 第15-16页 |
| 1.2.3 滚珠丝杠驱动的高速化 | 第16-17页 |
| 1.3 进给系统相关建模与分析技术研究现状 | 第17-26页 |
| 1.3.1 进给系统建模分析方法 | 第17-24页 |
| 1.3.1.1 进给系统动态特性建模与分析方法 | 第17-22页 |
| 1.3.1.2 进给系统热特性建模与分析方法 | 第22-24页 |
| 1.3.2 进给系统优化设计技术 | 第24-26页 |
| 1.4 论文主要研究内容 | 第26-28页 |
| 1.4.1 课题来源 | 第26页 |
| 1.4.2 论文的主要研究内容 | 第26-28页 |
| 2 双驱动进给系统动力学建模及试验研究 | 第28-53页 |
| 2.1 双驱动进给系统结构分析 | 第28-29页 |
| 2.2 双驱动进给系统动力学建模 | 第29-41页 |
| 2.2.1 重心驱动基本原理 | 第29-30页 |
| 2.2.2 结合面动力学模型 | 第30-32页 |
| 2.2.2.1 轴承、丝杠螺母副结合面模型 | 第31页 |
| 2.2.2.2 滚动导轨副结合面模型 | 第31-32页 |
| 2.2.3 双驱动进给系统动力学建模 | 第32-38页 |
| 2.2.4 模态参数求解 | 第38-40页 |
| 2.2.5 加速度的求解方法 | 第40-41页 |
| 2.3 双驱动进给系统模态分析 | 第41-45页 |
| 2.3.1 双驱动进给系统有限元建模 | 第41-42页 |
| 2.3.2 结合面建模 | 第42-43页 |
| 2.3.3 进给系统动态特性分析结果 | 第43-45页 |
| 2.4 双驱动进给系统动态模型验证及变化规律研究 | 第45-52页 |
| 2.4.1 双驱动进给系统试验验证方法 | 第46页 |
| 2.4.2 双驱动进给系统模态试验条件及方案 | 第46-48页 |
| 2.4.3 双驱动进给系统试验结果与验证 | 第48-49页 |
| 2.4.4 双驱动进给系统动态特性变化规律 | 第49-52页 |
| 2.4.4.1 固有频率在进给方向的变化规律 | 第49-50页 |
| 2.4.4.2 工作台质量对固有频率的影响 | 第50-51页 |
| 2.4.4.3 丝杠跨距对固有频率 | 第51-52页 |
| 2.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 3 双驱动进给系统热力学建模及试验研究 | 第53-78页 |
| 3.1 双驱动进给系统温度场模型 | 第53-59页 |
| 3.1.1 进给系统温度场的微分方程 | 第53-54页 |
| 3.1.2 进给系统发热量计算 | 第54-57页 |
| 3.1.2.1 轴承生热建模 | 第55-56页 |
| 3.1.2.2 丝杠螺母生热建模 | 第56-57页 |
| 3.1.3 进给系统的边界条件 | 第57-59页 |
| 3.1.3.1 初始条件 | 第57页 |
| 3.1.3.2 边界条件 | 第57页 |
| 3.1.3.3 丝杠与空气的传热系数 | 第57-59页 |
| 3.2 进给系统有限元模型分析 | 第59-62页 |
| 3.2.1 滚珠丝杠热特性分析 | 第59-61页 |
| 3.2.1.1 移动载荷的施加 | 第59页 |
| 3.2.1.2 温度场、热与结构耦合分析 | 第59-61页 |
| 3.2.2 热平衡评定标准 | 第61-62页 |
| 3.2.2.1 进给速度的影响 | 第61页 |
| 3.2.2.2 预热处理 | 第61-62页 |
| 3.2.2.3 中空冷却 | 第62页 |
| 3.3 进给系统热模态有限元求解分析 | 第62-67页 |
| 3.3.1 瞬态热求解理论 | 第63-64页 |
| 3.3.2 丝杠温度模态计算 | 第64-67页 |
| 3.4 双驱动进给系统热误差测量与建模 | 第67-77页 |
| 3.4.1 进给系统热误差测量 | 第67-73页 |
| 3.4.1.1 测量仪器的选择 | 第67-68页 |
| 3.4.1.2 温度场试验方案与设计 | 第68-70页 |
| 3.4.1.3 丝杠各测点温度与误差 | 第70-73页 |
| 3.4.2 热误差建模 | 第73-76页 |
| 3.4.2.1 时间函数 | 第74页 |
| 3.4.2.2 坐标位置函数 | 第74-75页 |
| 3.4.2.3 温度函数 | 第75-76页 |
| 3.4.2.4 热误差综合预测模型 | 第76页 |
| 3.4.3 热误差预测模型验证 | 第76-77页 |
| 3.5 本章小结 | 第77-78页 |
| 4 双驱动进给系统动热耦合分析 | 第78-100页 |
| 4.1 动热耦合效应对进给系统的影响 | 第78-79页 |
| 4.2 丝杠动热耦合振动理论与参数测试 | 第79-87页 |
| 4.2.1 丝杠结构热动力学响应分析理论 | 第79-81页 |
| 4.2.2 滚珠丝杠轴向刚度建模与分析 | 第81-84页 |
| 4.2.3 丝杠动热耦合参数测试试验 | 第84-87页 |
| 4.3 双驱动进给系统动热耦合分析方法 | 第87-89页 |
| 4.4 双驱动进给系统动热耦合分析与验证 | 第89-98页 |
| 4.4.1 双驱动进给系统稳态动热耦合分析 | 第89-94页 |
| 4.4.2 双驱动进给系统瞬态动热耦合分析 | 第94-98页 |
| 4.5 双驱动进给系统动态性能改善措施 | 第98-99页 |
| 4.6 本章小结 | 第99-100页 |
| 5 双驱动进给系统结构参数优化设计 | 第100-123页 |
| 5.1 双驱动进给系统多目标优化设计数学模型 | 第100-102页 |
| 5.1.1 多目标优化设计规划 | 第100页 |
| 5.1.2 双驱动进给系统多目标优化模型 | 第100-102页 |
| 5.1.2.1 目标函数 | 第101页 |
| 5.1.2.2 约束条件 | 第101-102页 |
| 5.1.2.3 设计变量 | 第102页 |
| 5.2 多目标优化原理 | 第102-107页 |
| 5.2.1 多目标优化问题描述 | 第102页 |
| 5.2.2 灵敏度分析法 | 第102-103页 |
| 5.2.3 Pareto最优理论 | 第103-104页 |
| 5.2.4 双驱动进给系统多目标优化设计数学建模 | 第104-106页 |
| 5.2.5 多目标优化问题求解算法 | 第106-107页 |
| 5.3 双驱动进给系统多目标优化设计实例研究 | 第107-121页 |
| 5.3.1 双驱动进给系统工作台有限元分析 | 第108-112页 |
| 5.3.1.1 基于SolidWorks与ANSYS的联合仿真分析 | 第108-109页 |
| 5.3.1.2 进给系统工作台动热耦合仿真分析 | 第109-110页 |
| 5.3.1.3 进给系统工作台模态分析 | 第110-112页 |
| 5.3.2 双驱动进给系统工作台的多目标优化建模 | 第112-116页 |
| 5.3.2.1 基于灵敏度分析的优化参数选择 | 第112-115页 |
| 5.3.2.2 建立结构优化设计的数学模型 | 第115页 |
| 5.3.2.3 正交试验法确定优化方案 | 第115-116页 |
| 5.3.3 双驱动进给系统工作台多目标优化求解 | 第116-120页 |
| 5.3.3.1 响应面优化模型的建立 | 第116-118页 |
| 5.3.3.2 工作台多目标优化模型的求解 | 第118-120页 |
| 5.3.4 双驱动进给系统工作台优化试验验证 | 第120-121页 |
| 5.3.4.1 试验目的与设备 | 第120页 |
| 5.3.4.2 动态试验原理 | 第120-121页 |
| 5.3.4.3 试验结果分析 | 第121页 |
| 5.4 本章小节 | 第121-123页 |
| 6 全文总结 | 第123-126页 |
| 6.1 主要工作及结论 | 第123-124页 |
| 6.2 论文创新点 | 第124页 |
| 6.3 展望 | 第124-126页 |
| 致谢 | 第126-127页 |
| 参考文献 | 第127-138页 |
| 攻读博士期间发表的论文与参加的科研项目 | 第138页 |