《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》研究生課件,現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法,現(xiàn)代,設(shè)計(jì),理論,方法,研究生,課件 第第9章章 動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)Dynamic Design IX第第9章章 動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)隨著隨著現(xiàn)代機(jī)械現(xiàn)代機(jī)械現(xiàn)代機(jī)械現(xiàn)代機(jī)械日益向日益向大型化大型化、高速化高速化、精密化精密化和和高效率化方向高效率化方向發(fā)發(fā)展，展，機(jī)械系統(tǒng)的振動問題機(jī)械系統(tǒng)的振動問題機(jī)械系統(tǒng)的振動問題機(jī)械系統(tǒng)的振動問題日益突出，良好的日益突出，良好的機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)性能機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)性能機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)性能機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)性能已經(jīng)成已經(jīng)成為產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)中的重要的優(yōu)化目標(biāo)之一。為產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)中的重要的優(yōu)化目標(biāo)之一。內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介本章本章本章本章的的主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容：機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念 動態(tài)設(shè)計(jì)基本原理及主要過程動態(tài)設(shè)計(jì)基本原理及主要過程 軸類部件的動態(tài)分析和設(shè)計(jì)方法軸類部件的動態(tài)分析和設(shè)計(jì)方法9.1 概述概述所謂所謂“動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)”是指是指機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)器系統(tǒng)的動態(tài)性能機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)器系統(tǒng)的動態(tài)性能在其圖在其圖紙的設(shè)計(jì)階段就應(yīng)得到紙的設(shè)計(jì)階段就應(yīng)得到充分考慮充分考慮，整個(gè)設(shè)計(jì)過程整個(gè)設(shè)計(jì)過程整個(gè)設(shè)計(jì)過程整個(gè)設(shè)計(jì)過程實(shí)質(zhì)上是運(yùn)用實(shí)質(zhì)上是運(yùn)用動態(tài)動態(tài)動態(tài)動態(tài)分析技術(shù)分析技術(shù)分析技術(shù)分析技術(shù)、借助、借助計(jì)算機(jī)分析計(jì)算機(jī)分析、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和和仿真仿真來實(shí)現(xiàn)的，達(dá)來實(shí)現(xiàn)的，達(dá)到縮短到縮短設(shè)計(jì)周期設(shè)計(jì)周期、提高、提高設(shè)計(jì)效率設(shè)計(jì)效率和和設(shè)計(jì)水平設(shè)計(jì)水平的目的。的目的。機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)特性機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)特性機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)特性機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)特性是指是指機(jī)械系統(tǒng)本身的固有頻率機(jī)械系統(tǒng)本身的固有頻率、阻尼特性阻尼特性和對應(yīng)于和對應(yīng)于各階固有頻率的振型各階固有頻率的振型以及機(jī)械在以及機(jī)械在動載荷作用下的響應(yīng)動載荷作用下的響應(yīng)。機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的主要的主要包括兩個(gè)方面包括兩個(gè)方面：）建立一個(gè)切合實(shí)際的）建立一個(gè)切合實(shí)際的機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)力學(xué)模型機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)力學(xué)模型，從而為進(jìn)行，從而為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)力學(xué)特性分析機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)力學(xué)特性分析提供條件；提供條件；）選擇有效的）選擇有效的機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，以獲得一個(gè)具有，以獲得一個(gè)具有良好的機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)性能的良好的機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)性能的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。動態(tài)分析的主要理論基礎(chǔ)動態(tài)分析的主要理論基礎(chǔ)動態(tài)分析的主要理論基礎(chǔ)動態(tài)分析的主要理論基礎(chǔ)是是模態(tài)分析模態(tài)分析模態(tài)分析模態(tài)分析和和模態(tài)綜合理論模態(tài)綜合理論模態(tài)綜合理論模態(tài)綜合理論。采用的采用的主要的方法主要的方法有：有：有限元分析法有限元分析法、模型試驗(yàn)法模型試驗(yàn)法及及傳遞函數(shù)分析法傳遞函數(shù)分析法。模態(tài)分析法模態(tài)分析法模態(tài)分析法模態(tài)分析法具體具體包括兩個(gè)方面包括兩個(gè)方面：系統(tǒng)固有特性分析系統(tǒng)固有特性分析和和動態(tài)響應(yīng)分動態(tài)響應(yīng)分析析。系統(tǒng)固有特性系統(tǒng)固有特性系統(tǒng)固有特性系統(tǒng)固有特性包括系統(tǒng)的包括系統(tǒng)的各階固有頻率各階固有頻率、模態(tài)振型模態(tài)振型和和模態(tài)阻尼模態(tài)阻尼比等參數(shù)比等參數(shù)。進(jìn)行進(jìn)行固有特性分析固有特性分析固有特性分析固有特性分析是為了避免系統(tǒng)在工作時(shí)發(fā)生共振或出現(xiàn)有是為了避免系統(tǒng)在工作時(shí)發(fā)生共振或出現(xiàn)有害的振型，并且為系統(tǒng)進(jìn)一步的害的振型，并且為系統(tǒng)進(jìn)一步的響應(yīng)分析響應(yīng)分析作準(zhǔn)備；作準(zhǔn)備；動態(tài)響應(yīng)分析動態(tài)響應(yīng)分析動態(tài)響應(yīng)分析動態(tài)響應(yīng)分析是計(jì)算系統(tǒng)在是計(jì)算系統(tǒng)在外部激振力作用下外部激振力作用下的的各種響應(yīng)各種響應(yīng)，包，包括括位移響應(yīng)位移響應(yīng)、速度響應(yīng)速度響應(yīng)和和加速度響應(yīng)加速度響應(yīng)，并將它控制在一定的范圍內(nèi)。，并將它控制在一定的范圍內(nèi)。系統(tǒng)對系統(tǒng)對外部激振響應(yīng)外部激振響應(yīng)外部激振響應(yīng)外部激振響應(yīng)會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力動態(tài)應(yīng)力和和動態(tài)位移動態(tài)位移，從，從而影響產(chǎn)品的而影響產(chǎn)品的使用壽命使用壽命和和工作性能工作性能，或產(chǎn)生，或產(chǎn)生較大的噪聲較大的噪聲。機(jī)械系統(tǒng)的建模方法機(jī)械系統(tǒng)的建模方法機(jī)械系統(tǒng)的建模方法機(jī)械系統(tǒng)的建模方法分為分為兩大類兩大類：理論建模法理論建模法 實(shí)驗(yàn)建模法實(shí)驗(yàn)建模法(1)理論建模法理論建模法理論建模法理論建模法按機(jī)械系統(tǒng)不同而采用不同的技巧，因而有多按機(jī)械系統(tǒng)不同而采用不同的技巧，因而有多種方法（一般種方法（一般主要采用主要采用有限元方法有限元方法和和傳遞矩陣法傳遞矩陣法）；）；(2)實(shí)驗(yàn)建模法實(shí)驗(yàn)建模法實(shí)驗(yàn)建模法實(shí)驗(yàn)建模法是指對機(jī)械系統(tǒng)（實(shí)物或模型）是指對機(jī)械系統(tǒng)（實(shí)物或模型）進(jìn)行激振進(jìn)行激振（輸輸入入），通過測量與計(jì)算），通過測量與計(jì)算獲得獲得表達(dá)機(jī)械系統(tǒng)表達(dá)機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)特性的參數(shù)動態(tài)特性的參數(shù)（輸出輸出），），再利用這些再利用這些動態(tài)特性參數(shù)動態(tài)特性參數(shù)，經(jīng)過分析與處理，經(jīng)過分析與處理建立建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。9.2 動態(tài)設(shè)計(jì)的有關(guān)概念和基本原理動態(tài)設(shè)計(jì)的有關(guān)概念和基本原理 動剛度動剛度 轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速 動平衡技術(shù)動平衡技術(shù) 求解平衡方程組求解平衡方程組進(jìn)行進(jìn)行動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)將要用到如下將要用到如下概念概念概念概念及及計(jì)算計(jì)算計(jì)算計(jì)算：1.動剛度動剛度 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)器或機(jī)械結(jié)構(gòu)）是一個(gè)（機(jī)器或機(jī)械結(jié)構(gòu)）是一個(gè)彈性系統(tǒng)彈性系統(tǒng)，在一定條件下，在一定條件下受到受到交變激振力的作用交變激振力的作用而產(chǎn)生而產(chǎn)生振動振動振動振動，從而影響機(jī)械系統(tǒng)的，從而影響機(jī)械系統(tǒng)的工作精度工作精度和和使用壽命使用壽命。組成機(jī)械系統(tǒng)的組成機(jī)械系統(tǒng)的零部件的抗振性能零部件的抗振性能如何，直接影響到如何，直接影響到整個(gè)機(jī)械整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)系統(tǒng)的的振動穩(wěn)定性振動穩(wěn)定性。提高。提高機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)性能機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)性能及及抗振性能的關(guān)鍵抗振性能的關(guān)鍵是提是提高高其動剛度其動剛度其動剛度其動剛度，機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計(jì)的核心核心就是如何設(shè)計(jì)出就是如何設(shè)計(jì)出動剛度動剛度較高較高的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。動剛度動剛度動剛度動剛度是是衡量機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)抗振能力的衡量機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)抗振能力的常用指標(biāo)常用指標(biāo)常用指標(biāo)常用指標(biāo)，在數(shù)值上，在數(shù)值上等于等于單位振幅所需的動態(tài)力單位振幅所需的動態(tài)力，即，即（9-1）式中，式中，F(xiàn) 為激振力幅值，為激振力幅值，N；A 為振幅，為振幅，N；K 為為系統(tǒng)的靜剛度，系統(tǒng)的靜剛度，N/mm；為激振力的角頻率，為激振力的角頻率，rad/s；為系統(tǒng)的固有角頻率，為系統(tǒng)的固有角頻率，rad/s；為系統(tǒng)的阻尼比。為系統(tǒng)的阻尼比。式中，式中，為系統(tǒng)的固有頻率，為系統(tǒng)的固有頻率，Hz。為研究問題方便，現(xiàn)采用為研究問題方便，現(xiàn)采用單自由度系統(tǒng)動剛度單自由度系統(tǒng)動剛度表達(dá)式表達(dá)式，來定性，來定性地分析影響地分析影響動剛度動剛度的各種因素。的各種因素。單自由度振動系統(tǒng)單自由度振動系統(tǒng)受受簡諧激振力簡諧激振力作作用時(shí)，其用時(shí)，其動剛度動剛度可用可用下式下式表示表示（9-2）其中其中從從式式(9-2)中不難發(fā)現(xiàn)，要中不難發(fā)現(xiàn)，要提高機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的提高機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的動剛度動剛度，可，可采用采用采用采用措施措施措施措施是：是：(1)提高機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的提高機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靜剛度靜剛度；(2)提高提高固有頻率固有頻率，使結(jié)構(gòu)在，使結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離固有頻率的低頻率工作固有頻率的低頻率工作，以避，以避免免產(chǎn)生共振產(chǎn)生共振產(chǎn)生共振產(chǎn)生共振，從而提高系統(tǒng)的，從而提高系統(tǒng)的動剛度動剛度；(3)增加增加結(jié)構(gòu)阻尼結(jié)構(gòu)阻尼。2.轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)或或機(jī)械傳動部分機(jī)械傳動部分的的軸系軸系軸系軸系是一個(gè)具有無窮多個(gè)自由度的是一個(gè)具有無窮多個(gè)自由度的彈性系統(tǒng)彈性系統(tǒng)，因而具有，因而具有無窮多個(gè)固有頻率無窮多個(gè)固有頻率。當(dāng)。當(dāng)軸系的旋轉(zhuǎn)角速度軸系的旋轉(zhuǎn)角速度與與系系統(tǒng)的某一固有頻率統(tǒng)的某一固有頻率重合時(shí)將會重合時(shí)將會發(fā)生共振發(fā)生共振，有可能使，有可能使傳動部件傳動部件和和支撐支撐它的固定部件它的固定部件承受過大的承受過大的載荷載荷，甚至引起，甚至引起過大的變形過大的變形，使密封、軸，使密封、軸承等的承等的失效失效。通常，把。通常，把發(fā)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)速發(fā)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)速稱之為稱之為臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速。影響影響旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速的因素主要的因素主要的因素主要的因素主要有：有：(1)(1)軸系的結(jié)構(gòu)特征軸系的結(jié)構(gòu)特征軸系的結(jié)構(gòu)特征軸系的結(jié)構(gòu)特征，即轉(zhuǎn)軸的，即轉(zhuǎn)軸的幾何尺寸幾何尺寸、支承間跨距、材料、支承間跨距、材料的彈性模量、的彈性模量、聯(lián)軸器的質(zhì)量聯(lián)軸器的質(zhì)量和和剛度剛度，以及支承座、底板、基礎(chǔ)的，以及支承座、底板、基礎(chǔ)的動動剛度剛度、軸承、密封的、軸承、密封的動特性動特性等因素等因素都影響都影響旋轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速。(2)(2)各轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)結(jié)條件各轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)結(jié)條件各轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)結(jié)條件各轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)結(jié)條件。圖圖9-1所示為具有一個(gè)所示為具有一個(gè)圓盤的軸圓盤的軸。則則軸的橫向彎曲剛度軸的橫向彎曲剛度如下式所示：如下式所示：圖圖9-1轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí) 產(chǎn)生的偏心距產(chǎn)生的偏心距e及及 軸的撓變形軸的撓變形 （9-3）根據(jù)根據(jù)牛頓第二定律牛頓第二定律，可以得到關(guān)，可以得到關(guān)于于x 的運(yùn)動方程式的運(yùn)動方程式（9-4）式中，式中，E 為軸的彈性模量。為軸的彈性模量。式中，式中，m 圓盤質(zhì)量，圓盤質(zhì)量，kg；軸的旋轉(zhuǎn)角速度，軸的旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s。由上式可以得出由上式可以得出（9-5）又因：又因：由式由式(9-5)可知，當(dāng)可知，當(dāng) 。則則為轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速。為轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速。3.動平衡技術(shù)動平衡技術(shù)(1)旋轉(zhuǎn)物體的失衡旋轉(zhuǎn)物體的失衡 一臺設(shè)備在一臺設(shè)備在安裝投產(chǎn)使用過程安裝投產(chǎn)使用過程中，由于受中，由于受溫度溫度、應(yīng)力應(yīng)力等各種工等各種工況的影響，會引起況的影響，會引起變形變形、不均勻腐蝕不均勻腐蝕和和磨損磨損，這些均，這些均可破壞可破壞轉(zhuǎn)子動轉(zhuǎn)子動轉(zhuǎn)子動轉(zhuǎn)子動平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)，并，并能導(dǎo)致能導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的發(fā)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的發(fā)生。旋轉(zhuǎn)物體失衡的本質(zhì)旋轉(zhuǎn)物體失衡的本質(zhì)旋轉(zhuǎn)物體失衡的本質(zhì)旋轉(zhuǎn)物體失衡的本質(zhì)是是質(zhì)量中心質(zhì)量中心與與回轉(zhuǎn)中心回轉(zhuǎn)中心不相重合，即不相重合，即存在存在偏心質(zhì)量偏心質(zhì)量，旋轉(zhuǎn)時(shí)將會，旋轉(zhuǎn)時(shí)將會產(chǎn)生產(chǎn)生離心力離心力離心力離心力。機(jī)械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)物體的失衡機(jī)械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)物體的失衡機(jī)械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)物體的失衡機(jī)械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)物體的失衡有如下有如下三種情況三種情況:靜不平衡靜不平衡 旋轉(zhuǎn)物體上的各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的合力不等于零，即旋轉(zhuǎn)物體上的各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的合力不等于零，即 ，這，這種種不平衡力不平衡力可以在可以在靜力狀態(tài)下靜力狀態(tài)下確定，故稱確定，故稱靜不平衡靜不平衡靜不平衡靜不平衡。動不平衡動不平衡旋轉(zhuǎn)物體上的旋轉(zhuǎn)物體上的各偏心質(zhì)量各偏心質(zhì)量合成出合成出兩個(gè)大小相等方向相反兩個(gè)大小相等方向相反但但不在不在同一直線上的同一直線上的不平衡力不平衡力不平衡力不平衡力，物體在，物體在靜止時(shí)靜止時(shí)雖然獲得平衡，但在雖然獲得平衡，但在旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)就會產(chǎn)生一個(gè)就會產(chǎn)生一個(gè)不平衡力偶不平衡力偶不平衡力偶不平衡力偶，即，即 ，這種不平衡只能在，這種不平衡只能在動態(tài)下動態(tài)下確確定，故稱定，故稱動不平衡動不平衡動不平衡動不平衡?；旌喜黄胶饣旌喜黄胶?一個(gè)物體既存在一個(gè)物體既存在靜不平衡又有動不平衡靜不平衡又有動不平衡，即：，即：、?；旌喜黄胶饣旌喜黄胶馐俏矬w失衡的普遍狀態(tài)，特別是長度與直徑比是物體失衡的普遍狀態(tài)，特別是長度與直徑比 L/D較大較大的物體，多產(chǎn)生的物體，多產(chǎn)生混合不平衡混合不平衡混合不平衡混合不平衡。(2)轉(zhuǎn)子常用的平衡方法轉(zhuǎn)子常用的平衡方法下面就具體的下面就具體的旋轉(zhuǎn)物體旋轉(zhuǎn)物體如何進(jìn)行如何進(jìn)行其平衡其平衡說明如下：說明如下：1)1)剛性旋轉(zhuǎn)零件的平衡剛性旋轉(zhuǎn)零件的平衡剛性旋轉(zhuǎn)零件的平衡剛性旋轉(zhuǎn)零件的平衡對于如輪盤、砂輪、齒輪、汽車輪胎等這類軸向長度較小的對于如輪盤、砂輪、齒輪、汽車輪胎等這類軸向長度較小的薄薄盤形旋轉(zhuǎn)零件盤形旋轉(zhuǎn)零件，不平衡慣性力偶不平衡慣性力偶不平衡慣性力偶不平衡慣性力偶一般可忽略，只要在一個(gè)校正平面一般可忽略，只要在一個(gè)校正平面上加上校正配重，在低速平衡機(jī)上就可進(jìn)行平衡。對于上加上校正配重，在低速平衡機(jī)上就可進(jìn)行平衡。對于平衡精度平衡精度要要求不高的其他情況也可以在求不高的其他情況也可以在靜平衡機(jī)靜平衡機(jī)上進(jìn)行上進(jìn)行靜平衡靜平衡靜平衡靜平衡。2)2)剛性轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡對于軸向長度較大的對于軸向長度較大的旋轉(zhuǎn)零件旋轉(zhuǎn)零件，如軸類、滾筒、厚齒輪以及在，如軸類、滾筒、厚齒輪以及在軸上安裝有各種旋轉(zhuǎn)零件的剛性轉(zhuǎn)子等，通常情況下，不僅有軸上安裝有各種旋轉(zhuǎn)零件的剛性轉(zhuǎn)子等，通常情況下，不僅有不平不平不平不平衡慣性力衡慣性力衡慣性力衡慣性力，還有，還有不平衡慣性力偶不平衡慣性力偶不平衡慣性力偶不平衡慣性力偶。剛性轉(zhuǎn)子剛性轉(zhuǎn)子是指從零到最高工作轉(zhuǎn)是指從零到最高工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子本身可以看成是剛體，即彈性撓曲很小可以忽略的速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子本身可以看成是剛體，即彈性撓曲很小可以忽略的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子。剛性轉(zhuǎn)子平衡剛性轉(zhuǎn)子平衡時(shí)，平衡轉(zhuǎn)速不受限制，不必要求在工作轉(zhuǎn)速時(shí)，平衡轉(zhuǎn)速不受限制，不必要求在工作轉(zhuǎn)速下平衡。如果平衡設(shè)備的靈敏度較高，一般采用下平衡。如果平衡設(shè)備的靈敏度較高，一般采用低速平衡低速平衡。3)3)撓性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡所謂所謂撓性轉(zhuǎn)子撓性轉(zhuǎn)子通常是指工作轉(zhuǎn)速大于第一階臨界轉(zhuǎn)速通常是指工作轉(zhuǎn)速大于第一階臨界轉(zhuǎn)速0.7倍的轉(zhuǎn)倍的轉(zhuǎn)子。由于撓性轉(zhuǎn)子本身旋轉(zhuǎn)時(shí)的子。由于撓性轉(zhuǎn)子本身旋轉(zhuǎn)時(shí)的動撓度動撓度，會對，會對轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)產(chǎn)生重產(chǎn)生重要影響，而要影響，而轉(zhuǎn)子的動撓度曲線轉(zhuǎn)子的動撓度曲線隨著轉(zhuǎn)速的改變而改變，因此不能使用隨著轉(zhuǎn)速的改變而改變，因此不能使用剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法來剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法來平衡撓性轉(zhuǎn)子平衡撓性轉(zhuǎn)子平衡撓性轉(zhuǎn)子平衡撓性轉(zhuǎn)子。撓性轉(zhuǎn)子的平衡方法撓性轉(zhuǎn)子的平衡方法撓性轉(zhuǎn)子的平衡方法撓性轉(zhuǎn)子的平衡方法基本上有基本上有兩種兩種：振型平衡法振型平衡法振型平衡法振型平衡法和和影響系數(shù)平衡影響系數(shù)平衡影響系數(shù)平衡影響系數(shù)平衡法法法法。在這在這兩種基本平衡方法兩種基本平衡方法的基礎(chǔ)上派生出的基礎(chǔ)上派生出幾個(gè)撓性轉(zhuǎn)子的平衡方幾個(gè)撓性轉(zhuǎn)子的平衡方法，法，詳細(xì)可參見有關(guān)資料。詳細(xì)可參見有關(guān)資料。4.機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟 動態(tài)設(shè)計(jì)的動態(tài)設(shè)計(jì)的動態(tài)設(shè)計(jì)的動態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)目標(biāo)目標(biāo)目標(biāo)是在保證機(jī)械系統(tǒng)滿足其功能要求的條件下具有良是在保證機(jī)械系統(tǒng)滿足其功能要求的條件下具有良好的好的動態(tài)性能動態(tài)性能，使其，使其經(jīng)濟(jì)合理經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠可靠。因此，必須把握機(jī)械。因此，必須把握機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型和阻尼比，通過結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型和阻尼比，通過動態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析找出找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)來來改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)。動態(tài)設(shè)計(jì)的動態(tài)設(shè)計(jì)的動態(tài)設(shè)計(jì)的動態(tài)設(shè)計(jì)的原則原則原則原則是：是：(1)防止共振；防止共振；(2)盡量減小機(jī)器振動幅度；盡量減小機(jī)器振動幅度；(3)盡量增加結(jié)構(gòu)各階模態(tài)剛度，并且最好接近相等；盡量增加結(jié)構(gòu)各階模態(tài)剛度，并且最好接近相等；(4)盡量提高結(jié)構(gòu)各階模態(tài)阻尼比；盡量提高結(jié)構(gòu)各階模態(tài)阻尼比；(5)避免零件疲勞破壞；避免零件疲勞破壞；(6)提高系統(tǒng)振動穩(wěn)定性，避免失穩(wěn)。提高系統(tǒng)振動穩(wěn)定性，避免失穩(wěn)。具體設(shè)計(jì)時(shí)，以上述為具體設(shè)計(jì)時(shí)，以上述為基本原則基本原則，應(yīng)根據(jù)具體設(shè)備的要求，給出，應(yīng)根據(jù)具體設(shè)備的要求，給出動動動動態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)。機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)基本基本工作步驟工作步驟工作步驟工作步驟如下：如下：(1)建立動力學(xué)模型建立動力學(xué)模型根據(jù)根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)或或機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙，建立，建立系統(tǒng)動力學(xué)模型系統(tǒng)動力學(xué)模型系統(tǒng)動力學(xué)模型系統(tǒng)動力學(xué)模型或應(yīng)用或應(yīng)用試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)（如有限元分析）建立（如有限元分析）建立結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?2)動態(tài)持性分析動態(tài)持性分析建立出建立出結(jié)構(gòu)的動力學(xué)模型結(jié)構(gòu)的動力學(xué)模型后，求解后，求解自由振動方程自由振動方程得到得到結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的振動固有特性振動固有特性振動固有特性振動固有特性；引入外部激勵(lì)進(jìn)行；引入外部激勵(lì)進(jìn)行動力響應(yīng)分析動力響應(yīng)分析動力響應(yīng)分析動力響應(yīng)分析；進(jìn)行；進(jìn)行振動穩(wěn)定振動穩(wěn)定振動穩(wěn)定振動穩(wěn)定性分析性分析性分析性分析。(3)動態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)的評定動態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)的評定根據(jù)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)或或結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)提出的在設(shè)計(jì)時(shí)提出的動態(tài)設(shè)計(jì)原則動態(tài)設(shè)計(jì)原則，對機(jī)械，對機(jī)械系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能進(jìn)行評定動態(tài)性能進(jìn)行評定動態(tài)性能進(jìn)行評定動態(tài)性能進(jìn)行評定。(4)結(jié)構(gòu)修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)如果結(jié)構(gòu)的某些指標(biāo)沒有滿足如果結(jié)構(gòu)的某些指標(biāo)沒有滿足動態(tài)設(shè)計(jì)原則的要求動態(tài)設(shè)計(jì)原則的要求，要進(jìn)一，要進(jìn)一步步改善其動態(tài)性能改善其動態(tài)性能改善其動態(tài)性能改善其動態(tài)性能，則根據(jù)要求，則根據(jù)要求改進(jìn)原來的設(shè)計(jì)改進(jìn)原來的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)到，轉(zhuǎn)到步驟步驟(1)重重新開始新開始動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)，直至達(dá)到要求為止。，直至達(dá)到要求為止。9.3 軸類部件的動態(tài)分析和設(shè)計(jì)軸類部件的動態(tài)分析和設(shè)計(jì)軸類部件軸類部件軸類部件軸類部件，尤其是，尤其是傳動軸部件傳動軸部件是機(jī)器的是機(jī)器的關(guān)鍵部件關(guān)鍵部件，其性能好壞，其性能好壞直接關(guān)系到直接關(guān)系到機(jī)器的性能機(jī)器的性能。軸類部件的抗振能力軸類部件的抗振能力即即動剛度動剛度動剛度動剛度是影響其是影響其動動態(tài)性能態(tài)性能的重要因素。的重要因素。9.3.1 軸類部件的動態(tài)分析軸類部件的動態(tài)分析 軸類部件軸類部件軸類部件軸類部件在工作時(shí)，軸上的不平衡旋轉(zhuǎn)零件所產(chǎn)生的在工作時(shí)，軸上的不平衡旋轉(zhuǎn)零件所產(chǎn)生的周期變化周期變化的慣性力的慣性力引起軸的振動引起軸的振動;當(dāng)當(dāng)周期性變化的慣性力的干擾頻率周期性變化的慣性力的干擾頻率與軸部件的與軸部件的某階固有頻率某階固有頻率相相近和相等時(shí)，則會產(chǎn)生近和相等時(shí)，則會產(chǎn)生共振共振共振共振，使振幅劇增，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使固有頻率，使振幅劇增，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使固有頻率遠(yuǎn)離激振頻率遠(yuǎn)離激振頻率;對軸類部件進(jìn)行對軸類部件進(jìn)行動態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析就是進(jìn)行就是進(jìn)行固有頻率固有頻率和和振型分析振型分析，一般，一般采用采用分離體法分離體法，把軸類部件從整機(jī)中分離出來，作為，把軸類部件從整機(jī)中分離出來，作為獨(dú)立的振動系統(tǒng)獨(dú)立的振動系統(tǒng)來分析。來分析。下面以下面以某轉(zhuǎn)軸為例某轉(zhuǎn)軸為例，應(yīng)用，應(yīng)用有限元法有限元法來說明來說明進(jìn)行軸類部件的動態(tài)分進(jìn)行軸類部件的動態(tài)分析析的基本過程及步驟的基本過程及步驟。1.建立有限元模型建立有限元模型圖圖9-2 某轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)及其有限元單元?jiǎng)澐帜侈D(zhuǎn)軸系統(tǒng)及其有限元單元?jiǎng)澐?.軸類部件的動態(tài)分析軸類部件的動態(tài)分析 在進(jìn)行在進(jìn)行轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的梁單元的動態(tài)分析轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的梁單元的動態(tài)分析轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的梁單元的動態(tài)分析轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的梁單元的動態(tài)分析時(shí)，需進(jìn)行下面的時(shí)，需進(jìn)行下面的數(shù)據(jù)準(zhǔn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作備工作：(1)選取計(jì)算總體坐標(biāo)，確定模型中各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；選取計(jì)算總體坐標(biāo)，確定模型中各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；(2)確定每個(gè)單元的節(jié)點(diǎn)號；確定每個(gè)單元的節(jié)點(diǎn)號；(3)(3)計(jì)算每個(gè)單元的橫截面面積、扭轉(zhuǎn)慣性矩，彎曲慣性矩計(jì)算每個(gè)單元的橫截面面積、扭轉(zhuǎn)慣性矩，彎曲慣性矩I；(4)確定材料特性：彈性模量，泊松比和質(zhì)量密度；確定材料特性：彈性模量，泊松比和質(zhì)量密度；(5)確定每一邊界單元的扭轉(zhuǎn)剛度、抗壓剛度、軸承的徑向剛確定每一邊界單元的扭轉(zhuǎn)剛度、抗壓剛度、軸承的徑向剛度。度。軸類部件的動力分析軸類部件的動力分析軸類部件的動力分析軸類部件的動力分析主要是主要是計(jì)算其動力特性計(jì)算其動力特性（固有頻率固有頻率和和振型振型），進(jìn)而討論其，進(jìn)而討論其動態(tài)響應(yīng)動態(tài)響應(yīng)。在以上數(shù)據(jù)準(zhǔn)備結(jié)束后，可進(jìn)行下列步驟。在以上數(shù)據(jù)準(zhǔn)備結(jié)束后，可進(jìn)行下列步驟求解固有頻率求解固有頻率和和振型振型。質(zhì)點(diǎn)振動系統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)振動系統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)振動系統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)振動系統(tǒng)是是單自由度單自由度，然而對于，然而對于軸類部件的動力分析軸類部件的動力分析，單，單自由度的動力方程顯然不能滿足要求，這時(shí)就應(yīng)用上述的自由度的動力方程顯然不能滿足要求，這時(shí)就應(yīng)用上述的有限元法有限元法，將零件離散化，劃分成有限個(gè)單元，形成一個(gè)將零件離散化，劃分成有限個(gè)單元，形成一個(gè)多自由度的系統(tǒng)多自由度的系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行分析，此時(shí)，分析，此時(shí)，第第 e個(gè)單元的動力方程式個(gè)單元的動力方程式為為 整個(gè)軸類部件的動力學(xué)方程式，只需將整個(gè)軸類部件的動力學(xué)方程式，只需將各單元的動力方程式各單元的動力方程式(9-6)進(jìn)行疊加而成如下形式進(jìn)行疊加而成如下形式 式中，式中，、和和 分別為分別為總質(zhì)量矩陣總質(zhì)量矩陣、總阻尼矩陣總阻尼矩陣和和總剛度矩總剛度矩陣陣。(9-6)(9-7)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明，阻尼阻尼對對結(jié)構(gòu)的固有頻率結(jié)構(gòu)的固有頻率和和振型振型影響不大，所影響不大，所以可以以可以不考慮阻尼不考慮阻尼，用離散體無阻尼自由振動，即，用離散體無阻尼自由振動，即簡諧振動情況簡諧振動情況來來求振動頻率和振型。求振動頻率和振型。無阻尼自由振動無阻尼自由振動情況下，情況下，式式(9-7)可可簡化為簡化為軸的自由振動軸的自由振動總可以總可以分解成為分解成為一系列簡諧振動的疊加一系列簡諧振動的疊加。假設(shè)。假設(shè)軸作軸作簡諧振動簡諧振動，其解其解為為式中，式中，為節(jié)點(diǎn)的振幅；為節(jié)點(diǎn)的振幅；為軸的圓頻率，又稱為軸的圓頻率，又稱固有頻率固有頻率。(9-8)式中，式中，稱為廣義特征向量；稱為廣義特征向量；稱為廣義特征值，其稱為廣義特征值，其值為：值為：于是，求解于是，求解軸的固有頻率軸的固有頻率 和和振型振型的計(jì)算，的計(jì)算，就轉(zhuǎn)化就轉(zhuǎn)化為尋找滿為尋找滿足式足式(9-9)的和的和 的解。的解。(9-9)則則代入式（代入式（9-8）得）得或?qū)懗苫驅(qū)懗?.確定軸承剛度和阻尼確定軸承剛度和阻尼有關(guān)有關(guān)軸承的剛度軸承的剛度和和阻尼阻尼的數(shù)據(jù)還很不完善，主要是因?yàn)闇y定它們的數(shù)據(jù)還很不完善，主要是因?yàn)闇y定它們是很復(fù)雜的。是很復(fù)雜的。(1)由于實(shí)際應(yīng)用的由于實(shí)際應(yīng)用的軸承軸承軸承軸承總是與總是與軸和箱體相配合軸和箱體相配合，配合表面的質(zhì)量，配合表面的質(zhì)量、過盈程度和配合件的剛度對、過盈程度和配合件的剛度對軸承的動態(tài)特性軸承的動態(tài)特性有很大影響；有很大影響；(2)其次在其次在軸承轉(zhuǎn)動過程軸承轉(zhuǎn)動過程中測定其中測定其動態(tài)持性動態(tài)持性，具有明顯的，具有明顯的非線性性非線性性質(zhì)質(zhì)，這些都給，這些都給軸承的剛度和阻尼的測量軸承的剛度和阻尼的測量帶來很大困難。帶來很大困難。很多學(xué)者做了大量工作，得出了一些統(tǒng)計(jì)性的很多學(xué)者做了大量工作，得出了一些統(tǒng)計(jì)性的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和和公式公式，供進(jìn)行供進(jìn)行動態(tài)分析動態(tài)分析時(shí)使用。時(shí)使用。表表9-1列出列出三類常用軸承三類常用軸承(角接觸球軸承角接觸球軸承、雙列圓柱滾子軸承雙列圓柱滾子軸承和和圓圓錐滾子軸承錐滾子軸承)孔徑為孔徑為60mm時(shí)的時(shí)的剛度剛度和和阻尼系數(shù)值阻尼系數(shù)值。該表該表匯集一系列實(shí)匯集一系列實(shí)測數(shù)據(jù)，并應(yīng)用理論分析進(jìn)行綜合歸納而得到的，具有很大的測數(shù)據(jù)，并應(yīng)用理論分析進(jìn)行綜合歸納而得到的，具有很大的參考價(jià)參考價(jià)值值。剛剛度尺度尺寸因子寸因子阻尼尺阻尼尺寸因子寸因子軸軸承孔徑承孔徑d/mm5060708090100110120130140150滾柱軸承0.851.01.21.31.451.61.751.92.052.22.4滾珠軸承滾柱軸承0.61.01.62.43.35.07.09.011.514.517.5滾珠軸承0.61.01.62.33.24.56.08.010.012.515.0 應(yīng)用應(yīng)用表表9-1可直接得到可直接得到三類軸承的剛度三類軸承的剛度三類軸承的剛度三類軸承的剛度和和阻尼數(shù)據(jù)阻尼數(shù)據(jù)阻尼數(shù)據(jù)阻尼數(shù)據(jù)，但對于不同，但對于不同尺寸規(guī)格的軸承而言，可用尺寸規(guī)格的軸承而言，可用相似原理相似原理進(jìn)行修正，其進(jìn)行修正，其修正因子修正因子K和和分別表示分別表示剛度尺寸因子剛度尺寸因子和和阻尼尺寸因子阻尼尺寸因子，其大小可由，其大小可由表表9-2查出。查出。表表9-2 滾動軸承的剛度和阻尼尺寸因子值滾動軸承的剛度和阻尼尺寸因子值 9.3.2 軸類部件的動態(tài)設(shè)軸類部件的動態(tài)設(shè)計(jì)計(jì) 下面通過對一個(gè)下面通過對一個(gè)軸系結(jié)構(gòu)的改進(jìn)實(shí)例軸系結(jié)構(gòu)的改進(jìn)實(shí)例，來說明，來說明提高固有頻率提高固有頻率方方面的面的基本動態(tài)設(shè)計(jì)問題基本動態(tài)設(shè)計(jì)問題。一臺某型號一臺某型號車床主軸結(jié)構(gòu)車床主軸結(jié)構(gòu)如如圖圖9-3所示?，F(xiàn)要求通過所示。現(xiàn)要求通過調(diào)整主軸結(jié)調(diào)整主軸結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)，使該，使該主鈾的第一階固有頻率主鈾的第一階固有頻率達(dá)到達(dá)到1500rads，以提高以提高該車該車床主軸的動剛度床主軸的動剛度和和機(jī)床的工作穩(wěn)定性機(jī)床的工作穩(wěn)定性。1.有限元模型建立有限元模型建立根據(jù)根據(jù)主軸結(jié)構(gòu)主軸結(jié)構(gòu)，把，把該軸該軸劃分成劃分成14個(gè)梁單元和個(gè)梁單元和7個(gè)邊界單元，如個(gè)邊界單元，如圖圖9-3所示。邊界單元為主軸的支承單元，其參數(shù)見所示。邊界單元為主軸的支承單元，其參數(shù)見表表9-3。2.主軸有限元數(shù)動態(tài)分析的據(jù)準(zhǔn)備主軸有限元數(shù)動態(tài)分析的據(jù)準(zhǔn)備根據(jù)主軸有限元模型，計(jì)算各梁單元的橫截面面積根據(jù)主軸有限元模型，計(jì)算各梁單元的橫截面面積A、扭轉(zhuǎn)慣性扭轉(zhuǎn)慣性矩矩 I、彎曲慣性矩、彎曲慣性矩 l，列表于，列表于表表9-4中。中。3.計(jì)算主軸固有頻率計(jì)算主軸固有頻率將將梁梁單元單元的的幾何特性幾何特性、材料特性材料特性以及以及邊界元的剛度系數(shù)邊界元的剛度系數(shù)等輸入等輸入有限元分析軟件有限元分析軟件，即可進(jìn)行，即可進(jìn)行該主軸的動態(tài)分析該主軸的動態(tài)分析。計(jì)算結(jié)果一階固有。計(jì)算結(jié)果一階固有頻率為頻率為1280Hz。則該固有頻率不滿足設(shè)計(jì)要求，則該固有頻率不滿足設(shè)計(jì)要求，需修改原設(shè)計(jì)需修改原設(shè)計(jì)來提來提高高主軸的固有頻率主軸的固有頻率。4.動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)經(jīng)過經(jīng)過評價(jià)評價(jià)與與分析分析，可知改變，可知改變懸臂長度懸臂長度、前后支承距離前后支承距離、前軸承前軸承的扭轉(zhuǎn)剛度的扭轉(zhuǎn)剛度、徑向剛度徑向剛度及及推力軸承的剛度推力軸承的剛度等可以改變等可以改變主軸的固有頻主軸的固有頻率率。它們之間的關(guān)系列于。它們之間的關(guān)系列于圖圖9-4中。中。圖圖9-4 主軸固有頻率變化圖主軸固有頻率變化圖從從圖圖9-4不難發(fā)現(xiàn)，不難發(fā)現(xiàn)，支承的扭轉(zhuǎn)剛度支承的扭轉(zhuǎn)剛度對對軸的動態(tài)特性軸的動態(tài)特性軸的動態(tài)特性軸的動態(tài)特性的影響大于的影響大于徑向剛度徑向剛度。在選用軸承和考慮箱體支承孔時(shí)，應(yīng)把。在選用軸承和考慮箱體支承孔時(shí)，應(yīng)把注意力重點(diǎn)注意力重點(diǎn)放在放在扭轉(zhuǎn)剛度扭轉(zhuǎn)剛度上，尤其應(yīng)注意加強(qiáng)前支承的止推作用。上，尤其應(yīng)注意加強(qiáng)前支承的止推作用。由圖可見由圖可見，當(dāng)前支承的扭轉(zhuǎn)剛度當(dāng)前支承的扭轉(zhuǎn)剛度大于大于 Ncmrad時(shí)，時(shí)，固有頻率固有頻率大于大于1900rads。同理，當(dāng)同理，當(dāng)后支承軸承的扭轉(zhuǎn)剛度后支承軸承的扭轉(zhuǎn)剛度大于大于16 Ncmrad時(shí)，時(shí)，固有頻率固有頻率大于大于1900rads。從圖從圖9-4(b)中可以看出，中可以看出，支承間支承間的最佳距離的最佳距離為為290mm。通過以上分析通過以上分析可以看出可以看出，在，在修改設(shè)計(jì)修改設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮時(shí)，首先要考慮懸臂梁的懸臂梁的長度長度，應(yīng)千方百計(jì)地，應(yīng)千方百計(jì)地縮短伸出量縮短伸出量。其次應(yīng)選用。其次應(yīng)選用扭轉(zhuǎn)剛度扭轉(zhuǎn)剛度和和阻尼大的阻尼大的軸承軸承，推力軸承推力軸承宜布置在前支承處。此外，卡盤與主軸的結(jié)合剛度宜布置在前支承處。此外，卡盤與主軸的結(jié)合剛度的影響也比較大，從結(jié)構(gòu)上來說，不應(yīng)比現(xiàn)在使用的短錐形式的剛的影響也比較大，從結(jié)構(gòu)上來說，不應(yīng)比現(xiàn)在使用的短錐形式的剛度再低了。度再低了。支承跨距支承跨距對對動剛度影響較小動剛度影響較小。綜合考慮，可按。綜合考慮，可按主軸部件的靜態(tài)特主軸部件的靜態(tài)特性性來確定來確定跨距跨距。三個(gè)支承三個(gè)支承中應(yīng)優(yōu)先選中應(yīng)優(yōu)先選前前、中兩個(gè)主要支承中兩個(gè)主要支承，后支承后支承為為輔助支承輔助支承，可根據(jù)實(shí)際情況確定?？筛鶕?jù)實(shí)際情況確定。本章結(jié)束本章結(jié)束Thank you!