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电主轴是电主轴单元的简称,其是数控机床的核心部件。数控机床是制造业的核心设备,高性能的数控机床是一个国家的战略性产品。机床主轴由机械式主轴发展到电主轴,带来了加工行业的加工质量及加工效率的极大提高。电主轴具有结构紧凑、重量轻、震动小、噪音小、惯性小、转速高、功率大等一系机械式主轴难以比拟的优点。电主轴目前有以下研究热点:电主轴的支撑技术、电主轴的驱动技术、电主轴的测控技术及电主轴的冷却技术等。本论文主要以某公司生产的中小型铣削电主轴——80XD24为研究对象研究电主轴的支撑技术。本文来源于国家自然科学研究基金项目“机械系统中滚动轴承多体接触动力学研究”(编号11002062)和昆明理工大学引进人才基金“大型滚动轴承柔性多体动力学研究”(编号KKSA20091026)。本论文主要研究内容如下:(1)建立B7004C和B7002C的多体动力学模型。根据轴承工作方式,对轴承零件施加运动副及约束副。设定工况对轴承模型进行仿真计算,将仿真计算结果与轴承动态响应实验结果对比分析,验证轴承多体动力学模型的正确性。(2)对轴承多体动力学模型柔性化。轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。在工作条件下,保持架的宏观变形比较明显,忽略保持架的柔性特性将对模型造成较大影响。80XD24电主轴所用轴承保持架为实体保持架,对保持架进行模态分析,获得实体保持架的模态特性。(3)对电主轴中轴部件进行简化及柔性化。驱动电机转子过盈配合与电主轴轴零件,对轴柔性化前需要将驱动电机转子简化,而后对简化的轴部件进行柔性化。(4)组合轴承及轴实体模型,生成电主轴的多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型,在几种典型工况下对两种模型进行仿真,并对比分析仿真结果。本文主要研究了角接触球轴承多体动力学建模方法、多刚体角接触球轴承模型与刚柔耦合角接触球轴承模型的分析结果分析、多刚体电主轴模型与刚柔耦合电主轴模型的分析结果分析等问题。经过以上问题的发现与解决过程,对轴承的正确应用及维护意识进一步提高,对轴承的设计及制造有重要参考意义。