陶瓷铣磨电主轴热误差预测及补偿技术研究

目录

第一章 绪论

1.1课题来源

1.2课题背景、意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 电主轴热特性研究

1.3.2 电主轴热误差控制技术研究

1.3.3 电主轴热误差补偿技术研究

1.4课题的研究内容和研究目标

第二章 永磁同步电主轴热特性机制分析

2.1 引言

2.2 永磁同步电主轴的结构

2.2.1 永磁同步电主轴基本结构

2.2.2 电主轴永磁同步电机

2.2.3 电主轴轴承系统

2.2.4 电主轴冷却系统

2.3永磁同步电主轴热误差形成机制

2.3.1 永磁同步电主轴热源分析

2.3.2 永磁同步电主轴热误差分析

2.4 永磁同步电主轴热载荷计算分析

2.4.1 永磁同步电机发热计算分析

2.4.2 混合陶瓷球轴承的发热计算分析

2.5 永磁同步电主轴的传热机制

2.5.1 传热学基本理论

2.5.2 电机定子、轴承与冷却液对流换热

2.5.3 电机定、转子间气隙对流换热

2.5.4 电主轴前后密封环与空气对流换热

2.5.5 电主轴外壳与周围空气换热

2.6 本章小结

第三章 永磁同步电主轴热特性仿真与实验测试

3.1 引言

3.2 永磁同步电主轴有限元模型的建立

3.2.1 ANSYS热分析基本步骤

3.2.2 电主轴三维模型的建立

3.2.3 电主轴材料属性与单元类型

3.2.4 有限元模型网格划分

3.3 热载荷与热边界条件的计算

3.3.1 电机生热率的计算

3.3.2 轴承的发热计算

3.3.3 热边界条件的确定

3.4 永磁同步电主轴热特性有限元仿真

3.4.1 电主轴稳态温度场分析

3.4.2 电主轴瞬态温度场分析

3.4.3 永磁同步电主轴热变形有限元分析

3.5 永磁同步电主轴热特性实验测试分析

3.5.1 测试实验方案和原理

3.5.2 实验检测装置

3.5.3 冷却系统温控方式对电主轴热特性影响的实验分析

3.6 陶瓷铣磨电主轴热特性改善措施

3.7 本章小结

第四章 基于 GMDH神经网络模型的电主轴热误差预测及补偿

4.1 引言

4.2 GMDH神经网络的基本原理

4.2.1 GMDH神经网络理论

4.2.2 GMDH神经网络的构建和训练

4.3 GMDH神经网络的电主轴热误差预测模型

4.3.1 恒速运行工况下 GMDH神经网络预测建模

4.3.2 变速运行工况下 GMDH神经网络预测建模

4.4 模型补偿结果分析及实验验证

4.4.1 陶瓷铣磨电主轴恒速空运转实验验证

4.4.2 陶瓷铣磨电主轴恒速加工实验验证

4.4.3 陶瓷铣磨电主轴变转速空运转实验验证

4.4.4 陶瓷铣磨电主轴变转速加工实验验证

4.5 本章小结

第五章 基于指数分析模型的电主轴热误差预测及补偿

5.1 引言

5.2 电主轴恒速工况下自然指数热误差预测建模

5.3 电主轴变转速条件下的自然指数热误差预测及建模

5.4 模型补偿结果分析及实验验证

5.4.1 陶瓷铣磨电主轴恒转速空运转实验验证

5.4.2 陶瓷铣磨电主轴恒转速加工实验验证

5.4.3 陶瓷铣磨电主轴变转速空运转实验验证

5.4.4 陶瓷铣磨电主轴变转速加工实验验证

5.5 本章小结

总结与展望

一、总结

二、展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢