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第卷第期工程力学】.
年月吨眦
机械平面结合部静特性的研究及其在机床
// 中的应用
梦献国佟浚贤
西安理工大学
提要本文基于机械结台部的基础理论,建立了平面结合部的静力学模型压静变
形数学模型,.

及预测软件系统的基础模块.
关键词. 馘槲
一
、菁
机床的加工精度是评价机床设计优劣的重要指标,找出影响加工精度的薄弱环节是
机床设计研究的重要课题。影响机床加工精度的因素很多, 其中结构设计的合理性是其
重要的因素之一。
机床及各类机械一般都是由许多构件按一定要求组合起来的. 这些构件之间相互结
合的部位称为结合部. 其中,平面结合部是最重要的一种基本类型, 其它各类结合部均
可视为平面结合部的变型,如螺栓结合部是由平面结合部与联接螺栓元件组合而成, 而
圆柱面等曲面结合部则可视为由很多个小平面结合部构成等。已有的研究表明,在机床
总静变形中,
刚度很低,则其他构件的刚度再高也无法弥补。因此,研究机械结合部静特性具有十分
重要的意义.
本文在对平面结合部静特性影响因素分析的基础上,应用结合面基础特性参数以解
析的方法建立了平面结合部的静变形数学模型, 确定了刚度矩阵并开发了相应的解析软
件, 同时给出了一些实际应用算捌.
二、结合面基础刚度特性及其影响因素分析
本文殳稿日期:口年月
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机械平面结合部静特性的研究及其在机床曲中的应用
关于结合面接触表面层内在特性的机理, 国外不少学者进行了研究。结合面可视
为由无数非线性弹簧元件组成, 其静力学模型如图所示。理论研究表明, 影响结合面
静刚度特性的主要因素包括:结合面表面接触压力接触表面材料特性及接触表面状况
如粗糙度, 加工方法介质及其特性等.
单位面积结合面的刚度称为基础刚度特性参数,数学模型表示为:

’
式中一一单位面积结合面的法向刚度,/
一一单位面积结合面的切向刚度,/
一一结合面法向接触压力, 国
,~一结合面法向基础特性常数
, 一一结合面切向基础特性常数图结台面静力学模型
不同结台面材质、加工方法、表面质量及结合面间介质
特性下的结合面基础特性常数由试验测得”,下面给出部分嘎定值:
一.. 铸铁磨一一铸铁磨,于
.. 贴塑磨一一铸铁磨,于
. 铸铁磨一一铸铁磨,于
;. 贴塑磨一一铸铁磨,干
三、平面结合部变形解析及其刚度矩阵的确定
. 等效结合点
结合面间实际上有无数个结合点相接触, 每个结合点在每一个座标方向上可用一个
无质量的弹簧元件来等效置换。结合部解析时用有限个点来代替实际的结合点来描述结
合部的特性, 将这有限个能描述结合部特性
的点称为等效结合点。一个结合部可以用一
个等效结合点来代替也可以用多个等效结
合直来『弋替等效结台点数目的选择根据结
合部的结合状态而定选择多个结合点时,
实际上是把结合部分割成多个子结合部, 而厂
每个子结合部仍用一个