机床主轴设计(机床主轴模糊可靠性设计)

Posted 2023-05-29

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机床主轴设计(机床主轴模糊可靠性设计)

专业维修折弯机、剪板机等机床；

1前言主轴部件的工作性能对整机性能和加工质量以及机床生产率有着直接影响，而一个性能优良的主轴部件必须有足够的刚度。传统的刚度校核是控制主轴端部的挠度！

　　不大于许用值=0.005，如实际！=0.0049时，我们不能简单地认为该主轴是绝对可靠的；如实际！=0.0051时，我们也不应该简单地认为该主轴是绝对不可靠的。由于载荷、材质、加工等制造工艺的随机性和模糊性，需要运用模糊可靠性理论进行设计，又由于机床主轴的结构参数是决定主轴部件刚度的*重要因素，综合考虑，对刚度有要求的机床主轴进行模糊可靠性设计是必要的。

　　2机床主轴模糊可靠度预测模型模糊可靠性设计按功能函数"=-%（+%分别为零件的广义强度和广义应力）的取值把机械零件划分为三种且"的绝对值较小）和失效状态（"<0，且"的绝对值较大），其中模糊状态是描述零件从安全状态到失效状态之间的过渡过程。为此，零件所处的安全状态实际上是一模糊事件，用的隶属函数！（"）来描述。如（b）所示。

　　（！）为的隶属函数。

　　隶属函数和概率密度函数的确定机床主轴的安全和模糊随机事件记为0.，为许用挠度，是！的隶属度为1时的*大值。

　　当-！"0，零件的刚度满足要求，零件是安全的，模糊事件中的隶属度为1，即！

　　（！）21；如果-！！0，且绝对值较大，主轴部件的刚度不满足要求，主轴是不安全的，模糊事件中的隶属度为0；如果-！！0，但绝对值较小，主轴部件的刚度在某种程度上是安全的。模糊事件属度根据以上分析，可知主轴刚度模糊事件的隶属函数可以用梯形分布来表示（如所示）其数学表达式是在常规主轴挠度设计中，i可稍大于（一般不超过5）21.05机床主轴的许用挠度和轴端处的挠度一般为正态分布，其概率密度函数为机床主轴结构支承一般为二支承，如所示为二支承主轴力学模型。主轴在+1++2的作用下将使端部C处发生位移，由材料力学线性叠加原理可得挠度的均值！

　　y为：将机床主轴的刚度看作模糊事件，=1 -！"0丨，而模糊事件，不仅其发生与否不确定，且其含义也不很明确，即表现随机性的同时，亦表现模糊性。根据模糊事件的概率度量可知，机床主轴模糊可靠度概率'2）（）为：回许用挠度隶属函数得：从模糊数学的观点看，要精确得到挠度是困难的，况且m2）其它的变量也通常是在某一范围内取值，即为随机变量，随机变量越多，计算结果越准确，笔者取1，%，%，均为随机变量，则考虑上述各随机变量标准差T按照泰勒级数法展开得查表得*"（2.62）"0.995604.即为常规可靠性计算结果。

　　由此可以看出，机床主轴的模糊可靠性设计更能体现实际情况，可靠性的计算也比常规计算更趋合理。

　　5机床主轴的可靠性计算公式机床主轴工作量变形T一般为正态分布，将隶属函数（2）和概率密度函数（3）代入（i）式可得可以证明，当Ti（T0时，有*"（ht）为常规可靠性设计情况。

　　6计算实例某机床上的一个主轴，设计时根据机床主轴力学因素C"C"0.005，轴材料的弹性模量也为随机变量，7结论（1）在机床主轴结构设计中引入模糊可靠性设计，克服了传统设计方法的盲目性，提高了设计的合理性。

　　（2）机床主轴模糊可靠性设计的建模过程具有普遍性，对刚度有要求的其他同类传动轴同样适用。

　　（3）常规可靠性设计是忽略了模糊性时模糊可靠性的特例，模糊可靠性才具有一般性和通用性，它为解决主轴可靠性设计中模糊性问题提供了理论上的可能和依据。

　　董玉革。机械模糊可靠性设计。北京：机械工业出版社，谢庆生，等。机械工程模糊优化方法。北京：机械工业出版刘普寅，吴盂达。模糊理论及其应用。北京：国防科技大学出版社2000.陈位宫。工程力学；M.北京：高等教育出版社，2001.（编辑明涛）械模糊可靠性优化以及机械制造。

　　由B二支撑主轴力学模型水下作业工具系统自锁压板成型工艺及模具设计超声波塑料焊接温度场的有限元计算及检测端子连接压接机械现状概述ZKD'LOH型直线振动筛振动特性分析具有解耦算法的测力仪测试系统的研制台式脆性材料试验机机械传动机构的设计微纳米复合电沉积影响因素及在电刷镀技术中的应用磁记录悬浮滑块灵敏度分析基于PCI- 1710HG的气动在线检测系统