车床主轴箱体有限元分析和加工工艺设计毕业设计.doc

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1、目 录中文摘要1英文摘要21 引言31.1论文的目的31.2国内外研究现状31.3 对研究问题的认识及现实意义41.3.1 对研究问题的认识41.3.2 现实意义41.4 主要研究内容52 C6150主轴箱模态分析62.1 模态分析理论基础62.2 模态分析的基本步骤72.3 C6150主轴箱结构有限元模态分析82.3.1 建立模型82.3.2 定义单元属性102.3.3 划分网格112.3.4 设置分析类型和选项122.3.5 施加边界条件并求解122.3.6 查看结果132.3.7 模态计算结果142.3.8 模态分析结果182.3.9 C6150主轴箱模态分析小结192.4 车床主轴箱体

2、优化192.4.1 改进方案192.4.2 改进后结果203 C6150主轴箱体的加工工艺设计223.1 主轴箱箱体的机构特点及技术条件分析223.2 毛坯分析253.3 定位基面的选择和加工顺序的安排253.4 加工方法的选择263.5 热处理工序的安排273.6 加工工艺过程的拟定273.7 加工余量的确定303.8 确定切削用量和时间定额313.8.1 铣顶面313.8.2 铣侧面323.8.3 铣定位面323.8.4 磨定位面323.8.5 铣端面333.8.6 镗C面孔333.8.7 镗A面孔373.8.8 钻扩铰A面孔383.8.9 钻扩铰C面孔423.8.10 钻扩铰F面孔433

3、.8.11 浮动镗443.8.12 钻螺纹孔443.9 主轴箱箱体加工工艺设计小结454 结论46致谢47参考文献48毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业

4、设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月

5、日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问

6、题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良

7、中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名）

8、 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优

9、 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日某车床主轴箱箱体振动分析与加工工艺设计摘要：车床主轴箱是车床的基础构件，它支撑着主轴箱中各个轴并确定着它们之间的相对位置关系，当主轴箱振动时，它就会将振动传递给箱体中的轴，再由轴传递到加工工件上，影响工件的加工质量。因此主轴箱的动态特性直接影响到车床的精度进而影响零部件的加工精度。而模态分析是动态分析中的一个重要部分，我们利用ANSYS有限元分析软件建立有限元

10、模型并对C6150车床主轴箱进行模态分析，获得了车床主轴箱的固有频率和振型，通过各阶固有频率的分析，我们可以调节箱体中其它部件的频率，以避免产生共振；通过对各阶固有振型的分析找出箱体的薄弱环节并对其进行改善。在设计过程中通过分析箱体的计算结果可知该主轴箱的各阶振型主要表现为摆动和扭转，会影响车床工作的稳定性和安全性，通过优化设计，可使箱体的振动性得到改善。对改进后的主轴箱体进行加工工艺设计，合理安排加工工序并确定切削用量，以获得符合要求的主轴箱体。关键词：有限元分析、模态分析、主轴箱、工艺设计Abstract：Lathe spindle box is the based components

11、of the lathe, It holds up the various axis in the lathe spindle and determine the relative position among them. When spindle box vibration, it will transfer the vibration to the shafts, then transfer to machinings through the shafts. As a consequence,it will influence machining quality of workpieces

12、. So the dynamic characteristic of spindle box not only affect the accuracy of the lathe directly but also affect parts processing precision.Besides, Modal analysis is a quite important part of the dynamic analysis, we can use ANSYS finite element analysis software to found the finite element model

13、and have modal analysis of C6150 lathe spindle box,finaly,we get the natural frequency and vibration mode of it.On one hand,through the analysis of the natural frequency, we can adjust the frequency of other components to avoid to produce resonance rate.On the other hand, through the analysis of the

14、 natural vibration models，we can find out the weak links of the cabinets and take measures to improve them. In the design process ，we can found that most of the mode shapes are swinging and twist through the analysis of the calculation results of the lathe spindle box，which will influence the stabil

15、ity and safety of the lathe， we can improve the vibratility of the lathe spindle box through the optimization design. The processing technology design of the lathe spindle box that have been optimized is another mission for us,we can get the satisfactory lathe spindle box if we arrange the processin

16、g operations reasonablely and determined the cutting dosages.Keywords:finite element analysis、modal analysis、main spindle box、process design1 引言1.1 论文的目的 机床的结构分析分为静力分析和动态分析，机床的有限元静力分析只能反映机床在切削力和机床部件的重力作用下机床的变形。随着科学技术与社会需求的飞速发展，对机床加工质量、切削效率和自动化程度的要求也越来越高，机床的动态特性就成为机床设计与制造中一项很重要的问题。由于机床在工作过程中会产生振动，表现较

17、为明显的就是主轴箱，对于主轴箱的振动，它不但会严重影响车床的加工精度，进而导致零件的加工质量下降，而且还浪费工时，带来经济损失。本篇论文即通过ANSYS有限元分析软件对C6150主轴箱进行模态分析，以得到主轴箱的各阶固有频率和固有振型，根据对固有频率和固有振型的分析合理选择箱体中其它部件的频率并对主轴箱进行优化设计，以减小箱体的振动对箱体加工工艺及零件加工精度的影响。最后对优化后的主轴箱进行加工工艺设计，选择合适的加工工艺以获得符合精度要求的主轴箱。1.2国内外研究现状 主轴箱作为齿轮箱的一种，人们对其振动的研究早在一个世纪前就开始了，但直到六十年代中期，齿轮的振动问题作为评价主轴箱装置好坏的

18、重要因素引起了世界范围内的广发关注。模态分析技术开始于20世纪30年代，经过70多年的发展，模态分析已经成为振动工程中一个重要分支。模态分析的理论基础是在机械阻抗和导纳概念上发展起来的，目前所应用的模态分析技术分为理论模态分析和实验模态分析，理论模态分析是以线型振动理论为基础的，实验模态分析又称模态分析的实验过程。目前的研究趋势是把有限元模态分析方法和实验模态分析技术有机的结合起来，取长补短，相得益彰。利用实验模态分析结果检验、补充和修正原始有限元动力分析模型；利用修正后的有限元模型计算结构的动态特性和响应，并进行结构优化设计。对于有限元技术的发展趋势，已经从单纯的结构力学计算发展到求解多物理

19、场问题。近年来有限元方法已发展到流体力学、温度场、电传导、磁场、渗流和声场等“耦合场”问题的求解计算。并且已经由求解线性工程问题进展到分析非线性问题。与此同时还增强了可视化的前置建模和后置数据处理功能。目前几乎所有的商业化有限元程序系统都建立了对用户非常友好的人机交换界面，使用户能以可视图形方式直观快速地进行网格自动划分，生成有限元分析所需资料，并按要求将大量的计算结果整理成变形图、等值分布云图，便于极值搜索和所需资料的列表输出。1.3 对研究问题的认识及现实意义 1.3.1 对研究问题的认识模态分析是机床动力学分析的基础，主要用于确定机床结构的模态参数，即固有频率和相应振型。机床结构理论上是

20、一个无限多自由度系统，存在无数多个固有模态，即有无数多个固有频率及相对应的振型。但是，实际上它的动力特性主要由少数一些低阶模态决定，只要应用这些模态就可以相当精确地表达它的动力特性。所以只要考虑从最低频率开始的有限个固有模态就足够了。尽量使各主要部件第一阶模态频率远离工作频带，以避免集成的整机模态频率与工作激励频率相近时，导致整机结构共振。这对于机床的动态特性设计、结构优化设计、操作空间设计以及控制等方面均有重要的指导意义。通过对主轴箱的模态分析我们可以想到，主轴箱体作为一个装配体，它的加工精度不仅受主轴箱本身精度的影响，同时还受装配在主轴箱内的各轴的影响，装配质量同样影响车床整体的加工精度，

21、而且影响甚大，这就让我们想到了一个问题：同样的高精度机床，拆卸之后再装配回去却达不到之前的加工精度了。1.3.2 现实意义通过模态分析，可以得到箱体的振动情况并分析出箱体的薄弱环节，最后以此找到解决振动和噪声问题。固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数，了解结构本身具有的固有频率和振型，调节箱体中其它部件的固有频率，避开共振区，就可避免在使用中因共振因素造成不必要的损失；其次还能确定固有频率是否安全可靠，振型是否影机床精度，根据此数据还可对机床床身相关的部件进行优化设计，使它满足机床对加工质量和加工精度的要求。总之，利用模态分析理论研究主轴箱的振动问题具有重要的理论价值、广泛的应用前

22、景和可观的经济效益。1.4 主要研究内容（1）研究C6150车床的整体构造，特别是对车床中的一个基础件主轴箱的研究，主要是关于主轴箱与其相接触的各零部件的结构形式，如主轴箱内的各主轴以及坐落在其上的挂轮箱，对C6150主轴箱部分进行受力分析以及主轴箱与床身和主轴的相对位置的确定。（2）运用solidworks三维软件建立C6150主轴箱的三维实体模型，即将现有的主轴箱的二维图纸转化为三维实体模型。将其导入ANSYS工程分析软件中，进行必要的参数定义，包括定义单元类型和材料属性等，接着就是对模型进行网格划分，定义边界条件，为运用有限元软件对其进行有限元分析做好准备。（3）对主轴箱进行模态分析，设

23、置各参数最后求解，得到车床主轴箱的各阶固有频率、固有振型以及总边形图和变形动画，通过对它们的分析，找到箱体的薄弱环节，并以此分析结果作为结构改进或优化设计的依据。（4）对箱体的薄弱环节进行优化，通过改进箱体局部结构或者尺寸以达到改善箱体振动特性的目的，对改进后的箱体重新做一次模态分析，比较优化前后箱体的振型或者总变形，看箱体的振动特性是否得到改善。（5）对优化后的主轴箱进行加工工艺设计，主要包括零件图的分析、选择定位基准、拟定工艺路线、计算切削用量和填写加工工艺卡等。主轴箱主要的加工表面为平面和孔，其中孔的加工是最重要的，因为个主轴孔的尺寸精度、位置精度以及各孔之间的位置精度将对机床加工过程中

24、的振动产生显著影响，最后反映在零件的加工精度上。2 C6150主轴箱模态分析2.1 模态分析理论基础 图1 单自由度系统 图2 多自由度系统由一个无质量的弹簧和无弹性的质量所组成的系统称为单自由度系统，单自由度运动微分方程式为，m、c、k分别为结构的质量、阻尼和刚度；分别为结构的加速度、速度和位移；f为结构的外激励。通过对单自由度系统的分析可知，它有一个固有频率和固有振型。对于一个多自由度系统，它的运动微分方程为: ， M为质量矩阵，C为阻尼矩阵，K为刚度矩阵。分别为加速度向量、速度向量、位移向量，f为外激励向量。通过对多自由度系统的分析可知，它有多种振动形式，即有多种振型，对应每一种振型有各

25、自的固有频率。在结构动力学问题中结构固有频率和固有振型是动力学问题分析的基础。模态分析反应了结构的固有振动特性，与施加的外载荷无关。对于整个结构，由达朗贝尔原理有： (1)式中M-总质量阵，-整个弹性节点位移矢量，C-总阻尼阵，K-总钢阵，F-总外加激振力矩阵。对于自由振动，没有外加激振力，无阻尼，式(1)变为： (2)计算经验表明，阻尼对结构频率和振型影响不大，因此，常用无阻尼自由振动方程式(2)来求解结构的固有频率和相应的振型。由于弹性体的自由振动总可以分解为一系列简谐振动的叠加，为了求解结构自由振动的固有频率及相应的振型，考虑如下简谐振动的解，即假设 (3)式中：q-节点位移的振幅矩阵，

26、它与时间无关； -固有频率； t-时间。将式（3）对时间求一阶、二阶导数，得： (4) (5)将（3）式和（5）式代入（2）式中得： (6)即: (7)需要寻求式(7)所示的弹性结构的节点振幅列阵q和，就转化为找寻数量为和相对应的非零向量q满足式(7)。这样的问题称之为广义特征值问题，而这样的和q分别称为广义特征值和广义特征向量。显然，如此求得的w就是结构的固有频率，而留就给出了相应的振型。记=，将（7）式改写为 (8)由于q是非零向量，上式有解的条件是矩阵K-M的行列式应为零，即 (9)上式数学上称为广义特征方程，式中n为矩阵K或M的阶数。如果将式(9)展开，则得的n次代数方程，由此可解出n

27、个广义特征值。对于有支撑约束的结构，对K和M进行边界条件处理之后，总刚阵是对称正定矩阵，则由式(9)解出的广义特征值一定是正实数，从而可以算出弹性结构的n个固有频率： (10)对于没有支撑而处于自由状态的结构，K和M不进行边界条件处理，总刚阵是对称半正定矩阵，由式(8)算出的一部分广义特征值为零，没有实际意义。2.2 模态分析的基本步骤（1）模型的建立建模过程和其它类型的分析类似，但在模态分析中只有线性行为是有效的。如果指定了非线性单元将作为线性的来看待。材料的性质可以是线性的或非线性的、各向同性的或各项异性的、恒定的或和温度相关的。在车床的主轴箱结构优化研究模态分析中必须指定弹性模量EX和密

28、度DENS，而且非线性特性将被忽略。（2）加载并求解进入ANSYS求解器，指定分析类型和分析选项，定义主自由度，在模型上加载，指定载荷步选项，开始求解计算，退出SOLUTION。（3）模态扩展求解器的输出内容主要是固有频率，固有频率被写到输出文件JobnameOUT及振型文件JobnameMODE中。具体方法是：再次进入ANSYS求解器，激活扩展处理及相关选项，指定载荷步选项，开始扩展处理，退出SOLUTION。（4）观察结果模态分析的结果被写入结构分析结果文件JobnameRST中。分析结果包括：固有频率、已扩展的振型、相对应力和位移分布。可以在POSTl中观察模态分析结果。观察结果数据的过

29、程是t读入合适子步的结果数据，执行后处理操作。2.3 C6150主轴箱结构有限元模态分析2.3.1 建立模型（1） 运用solidworks建立主轴箱体三维立体图主轴箱体的三视图如下图所示：图3 主轴箱体三视图运用solidworks建立三维立体图的步骤是：1）画出草图，拉伸出主轴箱实体2）以主轴箱实体上表面为基准面画草图，拉伸切除得到主轴箱壳体3）以壳体内底面为基准画草图，拉伸得到箱体内支撑板4）以箱体各侧面为基准面画草图，拉伸切除得到各侧面主轴孔5）画出底座两个螺纹孔并对主轴箱体倒角最后得到的主轴箱三维立体图如下图图4 主轴箱三维立体图（2） 将solidworks图形导入ANSYS中 1

30、）先在solidworks中建立模型，检查无误后将当前模型另存为 *.x_t格式，即保存类型选择Parasolid(*.x_t)。2）把ANSYS工作目录设置成刚才保存*.x_t文件的文件夹。3）运行ANSYS，FileImportPARA.左侧框中就会看到刚才生成的*.x_t文件，选中OK导入完成。4）现在看到的模型是 线框，PlotCtrlsStyleSolid Model Facets下拉框中选择 Normal FacetingOK, 鼠标右键 选择 Replot重生，即可看到实体了。如下图所示图5 主轴箱实体图2.3.2 定义单元属性在生成节点和单元网格进行网格划分之前，必须定义合适的

31、单元属性。需要定义的属性有：(1)定义单元类型 ANSYS提供了200多种不同的单元类型，以适用于各种工程的分析。每个单元类型有一个特定的编号和一个标识单元类别的前缀，如SOLID45，PLANE77等。单元类型决定了单元的自由度数和单元位于二维空间还是三维空间。针对不同的结构模型，需要选择不同的单元类型，ANSYS的单元类型有：实体单元、梁管单元、壳膜弹元、杆索单元、弹簧单元、接触单元、表面效应单元、质量单元、超单元等。对于三维问题，最常用的是实体单元。有限元中，三维实体单元有两种：六面体单元和四面体单元。由于主轴箱结构为空间不规则几何体，故选用SOLIDl86单元。(2)定义材料特性 AN

32、SYS中的所有分析都需要输入材料属性。根据应用的不同，材料特性可以是：线性或非线性，各向同性、正交异性或非弹性，不随温度变化或随温度变化。如单示类型一样，每一组材料特性有一个参考号。在一个分析中可能有多个材料特性，ANSYS通过参考号来识别每个材料特性。本课题中的主轴箱设计所使用的材料是灰铁HT200，其参数如下：弹性模量：E=13e11 Nm2。泊松比： U=03。密度：P=7210 kgm3。(3)单位的选择 对于ANSYS中的单位问题，除了磁场分析外，可使用任意一种单位制，只要保证输入的所有数据都是使用同一单位制里的单位就行。如长度单位是米，输入的压强单位不能是Nmm2。具体步骤是：(1

33、)定义单元类型，GUI Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddSolid20node 186；(2)定义材料属性，GUI Main Menu PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropic,在EX里输入1.3e11，在PRXY里输入0.3，再选择StructuralDensity,在DENS里输入7.21e3，点击OK。2.3.3 划分网格ANSYS提供了智能划分网格功能，它考虑几何图形的曲率以及线与线的接近程度自动进行网格划分，它

34、较适合于复杂结构的自由网格划分，有l10的精度等级，默认等级为6级。主轴箱结构较为复杂，可采用智能网格划分，6级精度SOLIDl86单元。具体步骤是：GUI Main MenuPreprocessorMeshingMesh Tool,选中Smart Size，将数值设为6，点击Mesh，选择Pick all，进行智能划分。划分后的结果如下图图6 主轴箱网格划分图至此，主轴箱结构的有限元模型已经建立起来，接下来就可以利用此有限元模型进行主轴箱结构的动态分析和结构优化。2.3.4 设置分析类型和选项(1)Analysis Type Modal，指定分析类型为模态分析。(2)Mode Extract

35、ion Method：选择模态提取方法为Block Lanczosmethod(默认)-兰索斯法。(3)Number of Modes to Extract：机床结构是个连续体，质量和弹性都是连续分布的，所以应具有无穷多个自由度，也就是无穷多阶模态。但是该机床的设计最高工作转速为1400 rmin，根据主轴转速，可得主轴最高频率约为23.3HZ,又由于主轴上齿轮齿数为28，所以主轴的最高激励频率为652.4HZ,因此当箱体的固有频率大于652.4HZ时，一般不可能发生共振，对于加工质量的影响不大，所以只需研究固有频率较小的模态，即机床的低阶模态。设置提取模态阶数为15阶。2.3.5 施加边界条

36、件并求解图7 复合面导轨首先，C6150主轴箱体与底座的固定采用的是复合面导轨，如上图所示，左侧V形面和底面V形导轨啮合，限制了V形面即箱体的移动，底面V形导轨下侧装有螺栓，使主轴箱体与底座固定。在典型的模态分析中唯一有效的“载荷”是零位移约束，如果在某个DOF处指定了一个非零位移约束，则以零位移约束替代DOF处的设置。可以施加除位移约束之外的其他载荷，但它们将被忽略。主轴箱是通过复合面导轨固定在底座上，再由箱体底面的螺栓来实现对主轴箱体的固定，在有限元模型中，把主轴箱的边界约束简化为约束与固定螺栓位置相对应的节点的各方向的自由度，由于主轴箱与底座相固定，通过复合面导轨与底座相接触，并以螺栓固

37、定以实现全约束。具体步骤是：GUI MainMenuSolutionDefineLoadsApplystructuraldisplacementOn Areas,选择箱体底面两个螺栓的内表面，选择DOF全约束，点击OK。然后依次点击GUI Main Menu Solution SolveCurrent LS开始求解。2.3.6 查看结果模态分析结果一般在通用后处理器(POSTl)中查看：(1)列出各阶固有频率GUI Main MenuGeneral PostprocResults Summary。(2)显示模态振型GUIMain MenuGeneral PostprocPlot Results

38、Deformed Shapes。(3)显示节点位移或单元应力分布GUI：Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodalSoluElement Solu。2.3.7 模态计算结果主轴箱结构前十五阶固有频率、振幅及振型描述（1）各阶固有频率如下表表1 各阶固有频率表阶次固有频率/Hz振型描述136.481沿Y轴方向摆动，左侧面连接部分振型明显246.008沿Z轴方向摆动，左侧面连接部分振型明显381.922沿X轴方向摆动，右侧面连接部分和底面凸台处振型明显4132.85内支撑板沿Y方向左右摆动，两支撑板顶部振型明显5171.53箱体扭转

39、，左侧面连接部分振型明显6195.38内支撑板沿X方向左右摆动，两支撑板顶部振型明显7306.20沿Y方向弯曲，后侧面中段振型明显8340.78沿Y方向弯曲，后侧面中段振型明显9404.81沿Y方向弯曲，前侧面中段振型明显10459.12箱体扭转，左侧面和后侧面中段振型明显11510.63内支撑板沿Y方向左右摆动，支撑板顶部振型明显12568.99沿X方向弯曲，左侧面和前侧面中段振型明显13709.05箱体扭转，后侧面中段振型明显14729.29内支撑板沿Y方向左右摆动，支撑板顶部振型明显15794.29内支撑板沿Y方向左右摆动，支撑板顶部振型明显（2）各阶振型如下图 1阶振型 2阶振型 3阶

40、振型 4阶振型 5阶振型 6阶振型 7阶振型 8阶振型 9阶振型 10阶振型 11阶振型 12阶振型 13阶振型 14阶振型 15阶振型图8 各阶振型图（3）各阶总变形如下图 1阶总变形 2阶总变形 3阶总变形 4阶总变形 5阶总变形 6阶总变形 7阶总变形 8阶总变形 9阶总变形 10阶总变形 11阶总变形 12阶总变形 13阶总变形 14阶总变形 15阶总变形图9 各阶总变形图2.3.8 模态分析结果(1) 从前15阶固有频率可以看出，前三阶频率都非常小，均在100以下，其最小固有频率为36.481HZ，最大固有频率为794.29HZ,而车床主轴转速范围在36-1400r/min，根据主轴转速及主轴上齿轮的最大齿数为28，可得主轴的激励频率的范围在16.8-652.4HZ,所以在12阶模态以下时，车床主轴可能与箱体发生共振。对于频率较低的模态振型，它主要影响零件的粗加工，这是因为粗加工时主轴转速低，频率低，刀具进给