第十一章支承件設計

1、第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、支承件的功用一、支承件的功用 支承件：支承件：是是機床的基礎構件機床的基礎構件，包括床身、立柱、橫梁、搖臂、，包括床身、立柱、橫梁、搖臂、底座、刀架、工作臺、箱體和升降臺等。也稱為底座、刀架、工作臺、箱體和升降臺等。也稱為“大件大件”。 安裝、支承、固定安裝、支承、固定或活動的零部件，使之保持相對位置和運動或活動的零部件，使之保持相對位置和運動關系，并關系，并承受承受力和力矩，力和力矩，支承支承導軌定位導向，導軌定位導向，安裝安裝油液電系統(tǒng)等。油液電系統(tǒng)等。 二、支承件的設計要求二、支承件的設計要求 1 1、足夠的靜剛度和較高的、足夠的靜剛度和較高的剛度重量比剛度重

2、量比 2 2、良好的動態(tài)特性。、良好的動態(tài)特性。 3 3、較小的熱變形和內應力。、較小的熱變形和內應力。 4 4、便于制造、裝配、維修、便于制造、裝配、維修、排屑和吊運及考慮切削液及潤排屑和吊運及考慮切削液及潤滑油回收、液壓、電器裝置的滑油回收、液壓、電器裝置的安置等。安置等。三、支承件的設計基本步驟三、支承件的設計基本步驟 1）根據(jù)支承件的使用要求進行受力分析，再根據(jù)所受的）根據(jù)支承件的使用要求進行受力分析，再根據(jù)所受的力、熱變形和其它要求（如排屑、切削液及潤滑油回收、力、熱變形和其它要求（如排屑、切削液及潤滑油回收、其它零部件安置等），并參考機床的同類型件，其它零部件安置等），并參考機床的

3、同類型件，初步設計初步設計其基本形狀和尺寸。其基本形狀和尺寸。 2）可以用有限元法，）可以用有限元法，借助于電子計算機進行驗算，求解借助于電子計算機進行驗算，求解支承件的靜剛度和動態(tài)剛度，支承件的靜剛度和動態(tài)剛度，避免盲目性，提高成功率。避免盲目性，提高成功率。 3）根據(jù)計算結果對設計進行修改，或對幾個方案進行對）根據(jù)計算結果對設計進行修改，或對幾個方案進行對比，比，選擇最佳方案選擇最佳方案。 第二節(jié)第二節(jié) 支承件的靜力分析支承件的靜力分析一、一、支承件受力分析支承件受力分析 為了保證有足夠的剛度，必須了解支承件的受力情況以及產生的變?yōu)榱吮ＷC有足夠的剛度，必須了解支承件的受力情況以及產生的變形

4、，了解由此引起的加工誤差，從而合理設計支承件的結構。形，了解由此引起的加工誤差，從而合理設計支承件的結構。 1. 1. 不同機床所受載荷的特點不同機床所受載荷的特點 1) 1) 對于對于中小型普通機床中小型普通機床，應，應以切削力為主以切削力為主，工件重量、移動部件，工件重量、移動部件重量等在受力和變形分析時可忽略不計，如鉆床、銑床、中型車床等。重量等在受力和變形分析時可忽略不計，如鉆床、銑床、中型車床等。 2) 2) 對于對于精密機床和高精度機床精密機床和高精度機床，其切削力較小，應以，其切削力較小，應以移動部件的移動部件的重量和熱應力為主重量和熱應力為主，如雙柱立式坐標鏜床。，如雙柱立式坐

5、標鏜床。 3) 3) 對于對于大型、重型機床大型、重型機床則需要則需要同時考慮工件重量，移動部件重量同時考慮工件重量，移動部件重量和切削力，和切削力，如雙柱立式車床、落地鏜銑床等。如雙柱立式車床、落地鏜銑床等。 2. 不同形狀支承件的簡化不同形狀支承件的簡化 支承件根據(jù)其形狀不同一般可簡化為梁、板、箱三種支承件根據(jù)其形狀不同一般可簡化為梁、板、箱三種類型。類型。 1).梁件梁件一個方向的尺寸比另兩個方向大得多的零件。一個方向的尺寸比另兩個方向大得多的零件。如：床身、立柱、橫梁等。如：床身、立柱、橫梁等。 2).板件板件兩個方向的尺寸比第三個方向大得多的零件。兩個方向的尺寸比第三個方向大得多的零

6、件。如：底座、工作臺、刀架等。如：底座、工作臺、刀架等。 3).箱體件箱體件三個方向的尺寸都差不多的零件。三個方向的尺寸都差不多的零件。如：箱體、升降臺等。如：箱體、升降臺等。 3. 3. 普通車床床身的受力分析普通車床床身的受力分析 通過分析得到相應的變形：通過分析得到相應的變形： 1 1）. .豎直面內的豎直面內的彎矩和彎曲變形彎矩和彎曲變形。 2 2）. .水平面內的水平面內的彎矩和扭轉變形彎矩和扭轉變形。 3 3）. .橫截面內的橫截面內的轉矩和扭轉變形轉矩和扭轉變形。 一、一、支承件靜剛度支承件靜剛度 支承件的變形一般包括支承件的變形一般包括自身變形自身變形、局部變形局部變形和和接觸

7、變接觸變形形。設計時，要注意這三類變形的匹配，并應對薄弱環(huán)節(jié)。設計時，要注意這三類變形的匹配，并應對薄弱環(huán)節(jié)予以加強。予以加強。 1. 1. 自身剛度自身剛度 支承件抵抗自身變形的能力，稱為自身剛度。支承件抵抗自身變形的能力，稱為自身剛度。 支承件的自身剛度主要為支承件的自身剛度主要為彎曲剛度彎曲剛度和和扭轉剛度扭轉剛度。 支承件的自身剛度取決于支承件材料、構造、形狀、支承件的自身剛度取決于支承件材料、構造、形狀、尺寸和隔板的布置等。尺寸和隔板的布置等。 2. 局部剛度局部剛度 抵抗局部變形的能力，稱為局部剛度。抵抗局部變形的能力，稱為局部剛度。 局部剛度主要取決于受載部位的構造、尺寸以及筋的

8、局部剛度主要取決于受載部位的構造、尺寸以及筋的配置。局部變形發(fā)生在載荷集中的地方。配置。局部變形發(fā)生在載荷集中的地方。 3. 接觸剛度接觸剛度 支承件各支承件各接觸面抵抗接觸變形的能力接觸面抵抗接觸變形的能力，稱為接觸剛度。，稱為接觸剛度。取決于連接處材料、幾何形狀與尺寸及接觸面硬度和表面取決于連接處材料、幾何形狀與尺寸及接觸面硬度和表面粗糙度。粗糙度。 接觸剛度與自身剛度的不同在于：接觸剛度與自身剛度的不同在于： 1) 1) 接觸剛度是指受接觸剛度是指受外載荷對接觸平面的平均壓強與外載荷對接觸平面的平均壓強與變形之比，變形之比，并不是支承件的自身剛度，接觸剛度可表示為：并不是支承件的自身剛度

9、，接觸剛度可表示為： 接觸平面受到的平均壓強接觸平面受到的平均壓強 / /接觸平面的變形量接觸平面的變形量 2) 2) 接觸剛度不是一個固定值，即接觸平面受到的平均接觸剛度不是一個固定值，即接觸平面受到的平均壓強與接觸平面的變形量的關系是非線性的。壓強與接觸平面的變形量的關系是非線性的。 支承件的自身剛度和接觸剛度對接觸壓強的分布是有影響的支承件的自身剛度和接觸剛度對接觸壓強的分布是有影響的，如，如圖圖115所示。在集中載荷作用下，如自身剛度和局部剛度較高，則接所示。在集中載荷作用下，如自身剛度和局部剛度較高，則接觸壓強的分布是基本均勻的，如圖觸壓強的分布是基本均勻的，如圖a所示。接觸剛度也較

10、高。如自身剛所示。接觸剛度也較高。如自身剛度或局部剛度不足，則在集中載荷的作用下，構件將產生變形，使得度或局部剛度不足，則在集中載荷的作用下，構件將產生變形，使得接觸壓強分布不均如圖接觸壓強分布不均如圖b所示，從而使接觸變形分布也不均，降低了接所示，從而使接觸變形分布也不均，降低了接觸剛度。從這里可以看出，觸剛度。從這里可以看出，接觸剛度不僅決定于接觸面的加工情況，接觸剛度不僅決定于接觸面的加工情況，也決定于支承件。也決定于支承件。二、剛度的折算和比較二、剛度的折算和比較 彎曲剛度和扭轉剛度的單位不同，彎曲剛度和扭轉剛度的單位不同， x向和向和y向彎曲剛度的方向不同，向彎曲剛度的方向不同，互相

11、之間是不能直接比較的。但是在設計時，又必須知道支承件的各項互相之間是不能直接比較的。但是在設計時，又必須知道支承件的各項剛度對加工精度的影響。為此，就要把彎曲變形和扭轉變形，都折合為剛度對加工精度的影響。為此，就要把彎曲變形和扭轉變形，都折合為刀尖相對于工件在最影響精度方向刀尖相對于工件在最影響精度方向(“敏感方向敏感方向”)的位移，以便進行比較。的位移，以便進行比較。下面以車床床身為例，說明折算的方法，見圖下面以車床床身為例，說明折算的方法，見圖116。 三、支承件形狀選擇的原則三、支承件形狀選擇的原則 1. 1.正確選擇界面的形狀和尺寸正確選擇界面的形狀和尺寸 支承件主要是承受支承件主要是

12、承受力矩力矩、扭矩扭矩以及以及彎扭復合載荷彎扭復合載荷，所以自身剛度主要是考慮所以自身剛度主要是考慮彎曲剛度彎曲剛度和和扭轉剛度扭轉剛度。 在彎、扭載荷作用下，支承件的變形與截面的在彎、扭載荷作用下，支承件的變形與截面的抗彎抗彎慣性矩慣性矩和和抗扭慣性矩抗扭慣性矩有關。材料和截面積相同而形狀不同有關。材料和截面積相同而形狀不同時，截面慣性矩相差很大，因此應時，截面慣性矩相差很大，因此應正確選擇截面的形狀和正確選擇截面的形狀和尺寸以提高自身剛度。尺寸以提高自身剛度。 1）截面積相同時）截面積相同時空心截面剛度大于實心界面剛度空心截面剛度大于實心界面剛度。 2) 方形截面的抗彎剛度高于圓形截面方形

13、截面的抗彎剛度高于圓形截面，而抗扭剛度較低。，而抗扭剛度較低。 3) 不封閉的截面比封閉的截面剛度顯著下降不封閉的截面比封閉的截面剛度顯著下降，特別是抗扭剛度下降，特別是抗扭剛度下降更多。更多。 四四. 合理布置隔板合理布置隔板 在兩壁之間起連接作用的內壁稱為在兩壁之間起連接作用的內壁稱為隔板隔板。隔板的功用。隔板的功用在于把作用于支承件局部地區(qū)的載荷傳遞給其它壁板，在于把作用于支承件局部地區(qū)的載荷傳遞給其它壁板，從而使整個支承件各壁板能比較均勻的承受載荷。從而使整個支承件各壁板能比較均勻的承受載荷。當支當支承件不能采用全封閉截面時，常常布置隔板來提高承件不能采用全封閉截面時，常常布置隔板來提

14、高 支承支承件的自身剛度。件的自身剛度。 隔板布置一般有隔板布置一般有三種基本形式三種基本形式， 即縱向隔板、橫向即縱向隔板、橫向隔板和斜向隔板。隔板和斜向隔板?？v向隔板縱向隔板主要提高主要提高抗彎抗彎剛度；剛度；橫向隔橫向隔板板主要提高主要提高抗扭抗扭剛度；剛度；斜向隔板斜向隔板則兼有提高則兼有提高抗彎剛度和抗彎剛度和抗扭剛度抗扭剛度的的效果。效果。 縱向筋板抗彎PbPLp橫向筋板抗扭斜向筋板既抗彎又抗扭 五五. . 合理開窗孔合理開窗孔 為了安裝機件或清砂，往往需要在支承件外壁上開孔，為了安裝機件或清砂，往往需要在支承件外壁上開孔，窗孔對剛度窗孔對剛度的影響決定于它的大小和位置的影響決定于

15、它的大小和位置。開在與彎曲平面垂直的壁上的窗孔，對。開在與彎曲平面垂直的壁上的窗孔，對影響抗彎剛度最大。開在較窄壁上的窗孔，對抗扭剛度的影響比開在較影響抗彎剛度最大。開在較窄壁上的窗孔，對抗扭剛度的影響比開在較寬壁上的窗孔大。因此寬壁上的窗孔大。因此矩形截面的立柱，窗孔盡量不要開在前、后壁上矩形截面的立柱，窗孔盡量不要開在前、后壁上。必須開孔時，應靠近支承件幾何中心附近。孔寬或孔徑以不超過支承件必須開孔時，應靠近支承件幾何中心附近?？讓捇蚩讖揭圆怀^支承件寬度的寬度的0.250.25倍為宜。倍為宜。 工作時加蓋，并用螺釘上緊，可補償一部分剛度的損失。表工作時加蓋，并用螺釘上緊，可補償一部分剛度

16、的損失。表2 2給出給出了在空心梁類支承件模型上開孔及加蓋對剛度影響的試驗結果。了在空心梁類支承件模型上開孔及加蓋對剛度影響的試驗結果。 六、六、提高支承件局部剛度提高支承件局部剛度 1. 1.合理選擇連接部件的結構合理選擇連接部件的結構 圖圖c c和圖和圖d d的兩種結構最好的兩種結構最好，特別是用來承受力矩效果更好，缺點是結構復雜。，特別是用來承受力矩效果更好，缺點是結構復雜。 2. 2. 合理選擇螺釘尺寸和布置合理選擇螺釘尺寸和布置 當受當受力矩時力矩時，螺釘應主要布置在，螺釘應主要布置在受拉伸的一側受拉伸的一側；當；當受扭矩受扭矩時時，螺釘應均勻分布在連接部位，螺釘應均勻分布在連接部位

17、四周四周。螺釘尺寸。螺釘尺寸應經過計算，使它足以能承受外載荷的作用。應經過計算，使它足以能承受外載荷的作用。 3. 3. 注意床身與導軌連接處的局部過渡注意床身與導軌連接處的局部過渡 4. 合理配置加強筋合理配置加強筋 有些支承件的內部要安裝其它機構，不能封閉，安有些支承件的內部要安裝其它機構，不能封閉，安裝隔板也會有所妨礙。這時就只能采用加強筋來提高剛裝隔板也會有所妨礙。這時就只能采用加強筋來提高剛度。度。 合理配置加強筋是提高局部剛度的有效方法。合理配置加強筋是提高局部剛度的有效方法。 七、提高支承件接觸剛度七、提高支承件接觸剛度 減少接觸面的層數(shù)是提高接觸剛度的最好方法。但具體設計時，常

18、減少接觸面的層數(shù)是提高接觸剛度的最好方法。但具體設計時，常限于結構或功能上的原因而不能減少接觸面的層數(shù)，此時可采用以下措施：限于結構或功能上的原因而不能減少接觸面的層數(shù)，此時可采用以下措施： (1)(1) 導軌面和重要的固定結合面必須配刮或配磨。導軌面和重要的固定結合面必須配刮或配磨。 (2) (2) 固定螺釘連接時，通常應使接觸固定螺釘連接時，通常應使接觸面間的平均預壓壓強不小于面間的平均預壓壓強不小于2MPa2MPa，以消除表面微觀不平度的影響，并據(jù)此確以消除表面微觀不平度的影響，并據(jù)此確定固定螺釘?shù)闹睆?、?shù)量、布置位置以及定固定螺釘?shù)闹睆?、?shù)量、布置位置以及擰緊螺釘時施加的力。裝配時可用

19、測力扳擰緊螺釘時施加的力。裝配時可用測力扳手來擰緊螺釘。手來擰緊螺釘。 八、壁厚的選擇八、壁厚的選擇 九、九、支承件材料和熱處理支承件材料和熱處理 支承件的材料主要為支承件的材料主要為鑄鐵和鋼鑄鐵和鋼。預應力鋼筋混凝土支承件（主預應力鋼筋混凝土支承件（主要為床身、立柱、底座等）近年來有較大的發(fā)展。要為床身、立柱、底座等）近年來有較大的發(fā)展。 對于鑄鐵支承件，如果導軌與支承件鑄為一體，則鑄鐵的牌號對于鑄鐵支承件，如果導軌與支承件鑄為一體，則鑄鐵的牌號應應根據(jù)導軌的要求選擇根據(jù)導軌的要求選擇； 如果導軌是鑲嵌上去的，或者支承件上沒有導軌，則如果導軌是鑲嵌上去的，或者支承件上沒有導軌，則一般可采一般

20、可采用用HT150HT150。 如果支承件由型鋼和鋼板焊接，則常用如果支承件由型鋼和鋼板焊接，則常用3 3號或號或5 5號鋼號鋼。 在鑄造或焊接中的殘余應力，將使支承件產生變形。因此，必在鑄造或焊接中的殘余應力，將使支承件產生變形。因此，必須進行須進行時效處理以消除殘余應力時效處理以消除殘余應力。時效方法有自然時效、人工時效。時效方法有自然時效、人工時效和振動時效三種。和振動時效三種。 支承件焊接結構支承件焊接結構 1. 焊接結構的特點焊接結構的特點 1）用）用鋼板、角鋼鋼板、角鋼等焊接支承件，工序簡單，生產周期短，可以焊等焊接支承件，工序簡單，生產周期短，可以焊接任何形狀的零件，且不易出廢品

21、。接任何形狀的零件，且不易出廢品。 2）焊接支承件）焊接支承件沒有鑄件的截面形狀限制沒有鑄件的截面形狀限制，可做成完全封閉的箱形，可做成完全封閉的箱形結構，并根據(jù)受力情況，布置肋條和肋板來提高抗扭剛度和抗彎剛度。結構，并根據(jù)受力情況，布置肋條和肋板來提高抗扭剛度和抗彎剛度。 3）鋼的彈性模量約為鑄鐵的）鋼的彈性模量約為鑄鐵的1.52倍，倍，鋼的剛度鋼的剛度/重量比鑄鐵大重量比鑄鐵大40%以上。以上。 4) 鋼的內阻尼較鑄鐵小鋼的內阻尼較鑄鐵小，但機床阻尼主要取決于各零件接合處的阻，但機床阻尼主要取決于各零件接合處的阻尼，材料的內阻尼影響不大。尼，材料的內阻尼影響不大。 5) 5) 焊接結構在成

22、批生產時，焊接結構在成批生產時，成本比鑄件高成本比鑄件高，一般多用在大型、重，一般多用在大型、重型機床及自制設備等小批生產中。型機床及自制設備等小批生產中。 2. 2. 焊接工藝性焊接工藝性 1 1）盡量減少焊縫的數(shù)量和長度；）盡量減少焊縫的數(shù)量和長度； 2) 2) 焊縫的可焊到性要好；焊縫的可焊到性要好； 3 3）減輕焊縫的載荷；）減輕焊縫的載荷； 4 4）輪廓形狀規(guī)整化；）輪廓形狀規(guī)整化； 5 5）大型結構分段焊接組裝。）大型結構分段焊接組裝。十、支承件結構工藝性十、支承件結構工藝性 1. 鑄件結構工藝性鑄件結構工藝性 1) 鑄件結構簡單，鑄件結構簡單，造型和拔模造型和拔模容易容易； 2)

23、 避免產生縮孔、氣孔和裂紋，避免產生縮孔、氣孔和裂紋，壁厚壁厚應盡量均勻。應盡量均勻。 3) 3) 便于便于清砂清砂，特別是便于清理砂芯。，特別是便于清理砂芯。 4) 4) 大型鑄件要鑄出大型鑄件要鑄出吊孔吊孔, ,如鑄件不能開孔，則應鑄出吊鉤或加工出如鑄件不能開孔，則應鑄出吊鉤或加工出螺紋孔，以便于安裝吊環(huán)螺絲。螺紋孔，以便于安裝吊環(huán)螺絲。2. 機械加工工藝機械加工工藝 1）較長的支承件（如車床床身）較長的支承件（如車床床身）應盡量避免兩端有加工面應盡量避免兩端有加工面，避免，避免支承件內部支承件內部深處有加工面深處有加工面以及以及傾斜的加工面傾斜的加工面。 2) 盡量盡量使加工面集中使加工

24、面集中，以減少加工時的翻轉及裝夾次數(shù)。，以減少加工時的翻轉及裝夾次數(shù)。 3) 所有加工面都所有加工面都應有支承面較大的基準應有支承面較大的基準，便于加工時定位、測量和，便于加工時定位、測量和夾緊。夾緊。 第四節(jié)第四節(jié) 支承件動態(tài)特性支承件動態(tài)特性 動態(tài)特性一般包括三方面問題動態(tài)特性一般包括三方面問題： 1) 1) 共振問題共振問題 在工作時支承件的在工作時支承件的固有頻率固有頻率不能與不能與激振頻率激振頻率相重合，應避免發(fā)生共振相重合，應避免發(fā)生共振現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 2) 2) 動力響應問題動力響應問題 支承件應具有較高的支承件應具有較高的動剛度動剛度（共振狀態(tài)下，激振力的幅值與振幅之（共振狀態(tài)下

25、，激振力的幅值與振幅之比）和比）和較大的阻尼較大的阻尼，使支承件在受到一定幅值周期性激振力的作用，受迫，使支承件在受到一定幅值周期性激振力的作用，受迫振動的振幅較小。振動的振幅較小。 3) 3) 切削穩(wěn)定性問題切削穩(wěn)定性問題 抵抗切削自激振動的能力抵抗切削自激振動的能力，研究支承件動態(tài)特性就要對切削穩(wěn)定性，研究支承件動態(tài)特性就要對切削穩(wěn)定性進行分析。進行分析。 一、支承件固有頻率和振型一、支承件固有頻率和振型 分析支承件動態(tài)特性時，通常可將支承件簡化為一個多分析支承件動態(tài)特性時，通?？蓪⒅С屑喕癁橐粋€多自由度的系統(tǒng)，多自由度系統(tǒng)的固有頻率和主振型，是通過自由度的系統(tǒng)，多自由度系統(tǒng)的固有頻率和

26、主振型，是通過求解系統(tǒng)的無阻尼自由振動方程得到。求解系統(tǒng)的無阻尼自由振動方程得到。 1. 1.多自由度系統(tǒng)的固有頻率和主振型多自由度系統(tǒng)的固有頻率和主振型 圖圖a a所示的振型，其固有頻率比圖所示的振型，其固有頻率比圖b b所示的低。因此，所示的低。因此，圖圖a a為第一階振型，其固有頻率為第一階固有頻率，合稱為第一階振型，其固有頻率為第一階固有頻率，合稱第一階模態(tài)；圖第一階模態(tài)；圖b b為第二階振型，第二階固有頻率，合稱為第二階振型，第二階固有頻率，合稱第二階模態(tài)。第二階模態(tài)。 2. 支承件的模態(tài)分析支承件的模態(tài)分析 由于機床上激振力的頻率一般都不太高，因而由于機床上激振力的頻率一般都不太高

27、，因而只有最只有最低幾階模態(tài)的固有頻率才有可能與激振頻率重合或接近。低幾階模態(tài)的固有頻率才有可能與激振頻率重合或接近。 高階模態(tài)的固有頻率已遠高于可能出現(xiàn)的激振力頻率，高階模態(tài)的固有頻率已遠高于可能出現(xiàn)的激振力頻率，一般不可能發(fā)生共振，對于加工質量的影響是不大的。一般不可能發(fā)生共振，對于加工質量的影響是不大的。所所以只需研究最低幾階模態(tài)。以只需研究最低幾階模態(tài)。 1) 第一階模態(tài)第一階模態(tài) 整機搖晃振動整機搖晃振動，振型如圖，振型如圖a所示。床身作為一個剛體在彈性基礎所示。床身作為一個剛體在彈性基礎上做搖晃振動。整機搖晃的固有頻率較低，通常約為數(shù)十赫茲。上做搖晃振動。整機搖晃的固有頻率較低，通

28、常約為數(shù)十赫茲。 2) 第二階模態(tài)第二階模態(tài) 一次彎曲振動一次彎曲振動，振型如圖，振型如圖b所示。主振系統(tǒng)是床身本身。振動的所示。主振系統(tǒng)是床身本身。振動的特點是各點的振動方向一致，上下振幅相差不大，縱向特點是各點的振動方向一致，上下振幅相差不大，縱向(z向向)越近中部，越近中部，振幅越大；越近兩端振幅越小。振幅越大；越近兩端振幅越小。3) 3) 第三階模態(tài)第三階模態(tài) 一次扭轉振動一次扭轉振動，振型如圖，振型如圖c所示。主振系統(tǒng)與第二階模態(tài)相同。所示。主振系統(tǒng)與第二階模態(tài)相同。振型振動的特點是兩端的振動方向相反振型振動的特點是兩端的振動方向相反,振幅為兩端大中間小。振幅為兩端大中間小。4) 4

29、) 第四階模態(tài)第四階模態(tài) 二次彎曲振動二次彎曲振動，振型如圖，振型如圖d d所示。主振系統(tǒng)同上。特點是有兩條所示。主振系統(tǒng)同上。特點是有兩條節(jié)線節(jié)線ABAB和和CDCD。在這兩條節(jié)線上，振幅為零。兩端的振動方向相同，與。在這兩條節(jié)線上，振幅為零。兩端的振動方向相同，與兩節(jié)線間的振動方向相反。兩節(jié)線間的振動方向相反。5) 薄壁振動薄壁振動 在高頻振動中，需要注意的是薄壁振動。薄壁振動在高頻振動中，需要注意的是薄壁振動。薄壁振動的振幅不大，又是局部振動，故對加工精度影響不大，的振幅不大，又是局部振動，故對加工精度影響不大，但卻但卻是重要的噪聲源或噪聲的傳播者是重要的噪聲源或噪聲的傳播者。 上述模態(tài)

30、中，第二、三、四階將引起執(zhí)行器官之間上述模態(tài)中，第二、三、四階將引起執(zhí)行器官之間的相對位移，對加工精度和加工表面粗糙度，影響較大。的相對位移，對加工精度和加工表面粗糙度，影響較大。第一階也能引起安裝部件的相對位移而影響加工質量。第一階也能引起安裝部件的相對位移而影響加工質量。 二、二、改善支承件動態(tài)特性和措施改善支承件動態(tài)特性和措施 改善支承件的動態(tài)特性，提高其抗振性，其關鍵改善支承件的動態(tài)特性，提高其抗振性，其關鍵是是提高支承件的動剛度。提高支承件的動剛度。 1. 1. 單自由度系統(tǒng)的動態(tài)特性單自由度系統(tǒng)的動態(tài)特性 提高結構的動剛度，可以采用以下一些辦法：提提高結構的動剛度，可以采用以下一些辦法：提高系統(tǒng)的高系統(tǒng)的靜剛度靜剛度；增大系統(tǒng)中的；增大系統(tǒng)中的阻尼比阻尼比；提高系統(tǒng)的；提高系統(tǒng)的固固有角頻率有角頻率；或改變；或改變激振角頻率激振角頻率，以使二者遠離。，以使二者遠離。 1) 提高靜剛度提高靜剛度 提高靜剛度的途徑主要是提高靜剛度的途徑主要是合理地設計結構的截面形狀和合理地設計結構的截面形狀和尺寸、合理的布置肋板和肋條、尺寸、合理的布置肋板和肋條、還必須注意結構的整體剛度、還必須