3.2 模态分析 19

3.2.1 模态分析简介 19

3.2.2 滚珠丝杠的模态分析及静力学分析 19

3.2.3 工作台的模态分析 26

3.2.4 底座的模态分析 30

3.2.5 模态对比分析 33

结 论 36

致谢 37

参考文献 38

1 绪论

1.1 研究背景与意义

一个国家数控机床的数量和水平已经成为了衡量一个国家工业现代化程度和综合国际竞争力的重要指标[2]。数控技术已经成为了发达国家用来提高制造业水平的重要基础，目前各个国家都在把发展自己的数控技术作为重要的发展战略。

进给系统是数控机床的重要组成部分，进给系统的性能直接决定了数控机床的加工精度。

目前，单丝杠驱动的进给系统已经广泛应用于各种数控车床及加工中心之中，国内外相关理论和设计计算已经基本成熟，国内的相关生产制造也基本实现国产化。

为了进一步实现数控机床的高速化高精度化，双丝杠驱动的进给系统也开始在数控机床中应用，欧美日等发达国家正在逐渐普及。目前，在国内双丝杠驱动已有生产应用，如南通机床厂、昆明机床厂都已经可以生产加工双丝杠驱动的数控机床，但都还处于模仿、类比阶段，并没有形成统一的理论和经验，还需进一步的研究。

本文将就双驱动进给系统的丝杠计算选型、导轨的计算选型、重要零部件的模态分析等方面做一些基础的初步的研究。对于控制系统的同步性、丝杠精度的分配等问题还需在以后做进一步分析。

1.2 直线进给系统的研究现状

1.3 本文研究内容

进给驱动系统是加工中心的重要组成部分，进给系统的设计是否合理，静动态的特性如何将会直接的影响到加工中心的加工精度。

本文以双滚动丝杠驱动直线进给系统为研究对象，主要进行以下工作：文献综述

（1）对目前国内外数控车床的直线进给驱动系统的研究状况进行简单介绍。

（2）参考单丝杠驱动进给系统，对双驱动系统进行设计及选型。

（3）利用三维造型软件Pro/e，对双驱动进给系统的组成部件进行设计及装配。

（4）并基于有限元的分析方法，利用ANSYS软件对进给系统的重要部件如工作台、底座和滚珠丝杠进行模态分析，并对滚珠丝杠做了静力分析，并进行压杆稳定的校核。

（5）对支撑部分壁厚对于模态分析中的各阶模态的固有频率有何影响做进一步的分析和对比。

 2 双驱动进给系统的设计计算

2.1 双驱动直线进给系统的设计流程

由于现阶段对于双驱动的设计计算理论还未成熟，本文则是在现有的比较成熟的单丝杠驱动进给系统的设计计算基础上，结合双驱动自己的特点，进行了双驱动直线进给系统的设计