砂轮修整器是对磨床砂轮形状、尺寸等进行修整的常用工具,其性能的好坏对磨床磨削质量起着重要作用。随着磨削速度的不断提高,砂轮的修整速度随之提高,高速修整对砂轮修整器的动态性能提出更高的要求。砂轮修整器一般由金刚笔、支架、工作台、直线导轨、底座、滚动进给系统和伺服电机组成,其中直线导轨与滚动进给系统,为点线接触,其动态特性参数对砂轮修整器的动态特性影响较大。因此,建立考虑进给系统结合部刚度耦合的砂轮修整器动力学模型,开展砂轮修整器的动态特性分析,具有重要的科学意义与工程价值。本文以3MK2125型铁路(轮毂)轴承磨床砂轮修整器为研究对象,对其动态特性进行较为系统的研究,具体研究工作如下:(1)借助Solidworks软件建立铁路轴承磨床砂轮修整器的三维数字化模型,运用ANSYS软件建立考虑结合部刚度耦合的砂轮修整器有限元模型;对考虑结合部刚度耦合的铁路轴承磨床砂轮修整器进行动态特性分析,获得了结构的前六阶固有频率与振型,并将模态分析结果与将结合部简化为刚性连接或者只考虑线刚度的分析结果,进行了较为系统的比较与研究。(2)基于赫兹接触理论,建立了直线滚珠导轨结合部5自由度静态刚度计算模型。研究结果表明:工作载荷范围内,随着工作载荷增大,导轨的五个刚度值将呈现略微减小的趋势;接触角变化对导轨刚度的影响不可忽略,与接触角不变假设的刚度计算值相比,考虑接触角变化时导轨刚度值有所增大,特别角刚度的增幅较线刚度的增幅更为明显。(3)基于切片法,建立了直线滚柱导轨结合部5自由度静态刚度计算模型。研究结果表明:工作载荷范围内,随着工作载荷增大,导轨的五个刚度值将呈现略微减小的趋势;导轨在受到压载荷时,滚子越靠近两端的区域的接触应力越大,其应力分布是对称的;导轨在受到旋转转矩作用时,滚子呈现出一端应力较大、另一端应力较小的应力分布模式。(4)运用赫兹接触理论、压杆变形理论建立了滚珠丝杠进给系统轴向刚度模型。对两种不同支承方式的滚珠丝杠副的动力学特性进行分析。研究结果表明:工作位置这一参数对于轴向刚度影响较大;对于单端固定的滚珠丝杠进给系统,工作位置与轴向刚度成反比例关系,而在两端固定的进给系统中,工作位置在丝杠中部时,轴向刚度最小;单端固定型的进给系统刚度较两端支撑型滚珠丝杠进给系统差。研究结果表明:滚动结合部的接触刚度对砂轮修整器的动态特性影响不可忽略。对于3MK2125型铁路(轮毂)轴承磨床砂轮修整器,采用本文的结合部6自由度刚度模型,其前六阶固有频率分别为132.03Hz、184.52Hz、192.83Hz、312.44Hz、425.5Hz、518.52Hz;若将结合部简化为刚性连接,修整器的前六阶固有频率分别为132.03Hz、192.84Hz、513.39Hz、555.83Hz、662.67Hz、827.13Hz,相对差值分别为0%、4.3%、62.4%、43.78%、35.79%、37.3%;若不考虑角刚度的影响,将结合部仅简化为线刚度,修整器的前六阶固有频率分别为132.03Hz、183.8Hz、192.83Hz、301.09Hz、418.81Hz、508.79Hz,其相对差值分别为0.1%、0.39%、0.1%、3.78%、1.60%、1.91%。