外文文献译文--基于有限元的一种特殊镗床机械的动力特性分析

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1、外文原文：http:/ 3000 字  基于有限元的一种特殊镗床机械的动力特性分析  Yu. V. Kirilin and N. V. Eremin     镗床支撑系统的动力特性分析是基于 ANSYS 软件和文献 1、文献 2、文献 3 中介绍的方法。如图 1 型号是为 KRS2791 镗床的支承系统建立的计算模型。建立计算模型首先建立基本的组件 焊接和壳体。因此，壳体的有限元方法被应用于相应计算模型的建立。图 2 中的模型与参考文献 2,3中的是相对应的。  KRS2791 型镗床是专门为整体式滚车轮设计的，这些车轮相当于 450Kg 的重

2、量 .因此，镗床支 承系统的计算莫型必须将滚轮考虑进去。如图 2 所示。从以往操作的经验来看镗床的轴对其动力特性影响最大，所以，在建立镗床轴的计算模型时各个细节都要考虑进去。  由于震荡的轴承可能会绕轴有一定的旋转角，所以额外的圆角切刀也是有必要的。周单元和它的计算模型如图 3 所示。模型中将以正交的有刚度的弹簧单元模拟所有的轴承和环向节。由于在 ANSYS 中的弹簧单元之定义一个方向的刚度和阻尼，而轴承和环向节至少有两个方向的刚度和阻尼，所以在这里需要多组的弹簧单元。在 ANSYS 中通过设定弹簧的刚度和阻尼，相应的轴承的刚度和阻尼也被精确的 设定。弹簧单元的简化如图 3：只有计算

3、模型的方向和号码。  前端的轴承是型号为 97944L 的双排径向推理辊子轴承，它在 X、 Y 和 Z 方向都是刚性的。因此，每组前端轴承的弹簧单元就有三个弹簧，如图 4 所示。假设轴承在环向的刚度是均匀的，所以，支撑系统的计算模型必须包几组弹簧单元。根据以往此类系统的建模经验，最优的弹簧单元的数目是 4。这也促进了轴承系统建模的发展和原始数据的比较与积累。  后端轴承的计算模型如图 4b 所示。与前端轴承相比后端轴承是型号为 318213K 的双排径向辊子轴承，这类轴承在轴向没有刚度。所以它的计算模 型在 X 轴的方向上没有弹簧单元的约束。其他方面前端轴承和后端轴承的计算

4、模型都是一样的。            图 1 KRS2791 型特种镗床      振动轴承中的俩个连接副的计算模型如图 4c 所示。这些连接副应用于前端轴承，他们的径向刚度有型号为 4254108 的指针轴承来确定，它的轴向的刚度由环向轴承来确定。基准轴的指针轴承相比于前端轴承是非常小的。      所以，连接副可以视为点接触的轴承，并且可以由三个振动的弹簧单元来模拟，因为这样的话它在三个坐标轴的方向上都有一定的刚度。因此真动轴承的连接副的计算模型由两 组弹簧来代替。如图

5、 4c 所示。  如图 4d 所示，为真动轴承的后端轴承。实际情况是，它是由一个合适的轴承和一个随着轴承旋转的特殊的边所组成。这个轴承可以在轴向游动，所以称这个轴承为振动轴承。真动轴承的后端轴承只有在两个方向上有支承的刚度，即延 X 轴的刚度的和延 Z轴的垂直刚度。如图 3 所示。      有纺锤体型的轴和切割道具可以得到锥形的连接节。因为圆形轴被冲压进纺锤体的底座的洞里，所以带有纺锤体的连接处既有径向的刚度又有轴向的刚度。这就说明，所有的弹簧单元必须均匀的分布于连接处的周围，弹簧单元的数目是四。然而，连接 副的轴向长度远大于其径向的尺寸，所以单排的蛋

6、黄单元不能充分的满足实际的需求。所以这个环向的连接副的计算模型包含双排的弹簧。               图 2  KRS2791 特种镗床的各个部件的计算模型：（ a ）框架；（ b）附件；（ c）滑动片；（ d）齿轮箱；（ e）支承单元；（ f）滚轮 .（顺序为从左到右，从上到下）     图 3 机床的轴承单元：（ a）缩略图；（ b）计算模型； X， Y， Z，坐标系的轴； 1,2,3,4，齿轮的计算模型，基准轴，振动轴，和切割工具；弹簧单元的号码已经被圈出。          图 4 （ a）前端轴承的计算模型（ b）后端轴承的计算模型（ c）基座轴承以及连接副的计算模型（ d）振动轴承： X,Y,Z,坐标系的轴；弹簧单元的号码已经标出。