第2期 2017年2月
组合机床与自动化加工技术
ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechnique
文章编号：10012265(2017)02001103
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2017.02.003
No.2 Feb.2017
新型龙门式混联机床主体机构的动态特性分析
马春生，李俊帅，李瑞琴，胡洋
（中北大学机械与动力工程学院，太原030051）
摘要：以一种新型龙门式混联机床主体机构为研究对象，对该混联机床主体机构的动态特性进行研究。首先运用SolidWorks对其主体机构建立三维实体模型，然后导入到有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态分析，得到主体机构的一到六阶固有频率和振型，找出机构运动过程中易发生共振的位置，并且得出混联机床主体机构的各阶固有频率均大于机床的工作频率，验证了机床主体机构设计的合理性。在模态分析的基础上，对该混联机床进行谐响应分析，得出动平台在X,Y,Z轴方向的位移响应曲线，从而验证该混联机床的抗振性能，得出机构应避免的敏感频率，这为该混联机床的进一步动态设计与优化莫定了基础。
关键词：混联机床：并联机构：有限元；模态分析：谐响应分析
中图分类号：TH112；TG659
文献标识码：A
Dynamic Characteristics Analysis of the Main Body of the New Longmen Type Hybrid Machine Tool MA Chun-sheng , LI Jun-shuai, LI Rui-qin, HU Yang
(School of Mechanical and Power Engineering, North University of China, Taiyuan 030051,China)
Abstract: Taking the main body of a new type of Longmen hybrid machine tool as the research object,its dynamic characteristics were studied. Firstly the 3D model of the main mechanism was established by Solid-Works software. Then the 3D model was imported into the finite element analysis software ANSYS Work-bench to finish modal analysis, one to six order natural frequency and vibration mode of the main body was got, and the resonance in the process of movement was found easily, and it is concluded that the inherent frequency of the main body of the hybrid machine tool was larger than the working frequency of the machine tool, which verified the rationality of the design of the main body of the machine tool. On the basis of mo dal analysis, the displacement response curve of platform along X, Y, Z direction was dispatched by harmon-ic response analysis, and the anti vibration performance of the machine was proved, and the sensitive frequen-cy was got that the mechanism should avoid. It laid the foundation for further dynamic design and optimization of the hybrid machine tool.
Key words : hybrid machine tool ; parallel mechanism; finite element; modal analysis; harmonic response a-nalysis
引言 0
20世纪90年代末提出的混联机床同时具有串联和并联机床的优点，可以避免因单纯串、并联所引发的问题，在现代制造业中更具有实用性，是今后机床研究的一个重要发展方向，也是创新发展各种复杂先进装备所需的新机型来源之一]。混联机床的主体机构作为机床最重要的组成部件，不仅是机床工作的关键部
收稿日期：2016-10-10；修回日期：2016-10-31*基金项目：国家自然科学基金资助项目（51275486）
件，同时还承受着静载荷以及在加工时产生的切削负载的作用。主体机构动态特性的好坏直接影响着整台机床的工作性能，最终影响到加工工件的几何精度及表面质量，因此有必要对主体机构进行动态特性分析[2]
张广鹏3]等人基于边界元法研究混联数控机床整机结构动态特性的解析和建模方法。孟祥志[4]等人利用ADAMS软件对3-TPS型混联机床进行振动测试分
作者简介：马春生(1974—），男，山西大同人，中北大学副教授，博士，研究方向为机构理论与机器人技术，（E-mail)470351109@qq.com。
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