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投稿时间：2010-07-27 修订日期：2010-10-26
投稿时间：2010-07-27 修订日期：2010-10-26
中文摘要: 电主轴作为加工中心赖以实现高速精密加工的核心功能部件，其动态性能的高低决定了机床的整体发展水平。传递矩阵法是目前转子动力学分析建模最有效的数学方法。作者基于传递矩阵法对加工中心电主轴进行动力学分析，并基于MATLAB进行了实例的数值计算，最后利用物理模态实验验证了该数学模型的有效性。得到以下结论：1）第1阶固有频率的误差约为1.2%，第2阶固有频率相差较大，达到12.9%；误差较大的原因是传递矩阵法属于集中质量理论，原本连续的模型被离散后，高阶频率的计算误差较大，因此该模型对于求解低阶模态参数是可靠的；2）传递矩阵法在建立的简化模型忽略了螺钉孔和键槽等不对称细节，因此传递矩阵法得到的固有频率要比物理实验少，即得不到对称振型。
Abstract:The dynamics of motorized spindle of machine tool was analyzed based on transference matrix (TM), and the numerical calculation of a specific example was executed with MATLAB. The validity of this mathematic model was verified by experimental modal analysis (EMA). The results showed that the tolerance of the first set natural frequency is about 1.2%, but the tolerance of the second set is a little high, because TM is supposed to be the theory of lump mass and after the continuous model was dispersed, the tolerance of higher set natural frequency is considerable. Thus, this model is reliable for calculating the lower set modal parameters. Asymmetry details such as the screw holes and key slots are neglected during simplifying the model when using TM. The natural frequency obtained by TM is less than that by EMA, which means the symmetry modal shape can not be obtained.
文章编号：201000763 中图分类号： 文献标志码：
基金项目:2009年国家科技重大专项资助项目(2009ZX04001-013)
| 作者 | 单位 |
| 彭必友 | 四川大学 制造科学与工程学院 四川普什宁江机床有限公司 |
| 殷国富 | 四川大学 制造科学与工程学院 |
| 姜华 | 四川普什宁江机床有限公司 |
| 胡腾 | 西华大学 材料科学与工程学院 |
| 钟开英 | 四川普什宁江机床有限公司 |
| 郑裕来 | 四川普什宁江机床有限公司 |
作者简介:
引用文本：
彭必友,殷国富,姜华,胡腾,钟开英,郑裕来.加工中心电主轴动力学分析理论建模与实验研究[J].工程科学与技术,2011,43(4):249-253.
Peng Biyou,Yin Guofu,Jiang Hua,Hu Teng,Zhong Kaiying,Zheng Yulai.Theoretical Modeling and Experimental Study for Dynamic Characteristics of Motorized Spindle of Machining Center[J].Advanced Engineering Sciences,2011,43(4):249-253.
引用文本：
彭必友,殷国富,姜华,胡腾,钟开英,郑裕来.加工中心电主轴动力学分析理论建模与实验研究[J].工程科学与技术,2011,43(4):249-253.
Peng Biyou,Yin Guofu,Jiang Hua,Hu Teng,Zhong Kaiying,Zheng Yulai.Theoretical Modeling and Experimental Study for Dynamic Characteristics of Motorized Spindle of Machining Center[J].Advanced Engineering Sciences,2011,43(4):249-253.