LMG制造误差和沟槽结构对静刚度影响的研究

发布时间：2020-06-03 01:22

【摘要】： LMG为滚动直线导轨副的英文缩写。滚动直线导轨副是新兴的滚动功能部件,具有结构简单、承载性能好、动静摩擦系数差别小、定位精度高、精度保持性好、安装简便、润滑方便、经济性能好和寿命长等优点。广泛应用于数控机床、医疗机械、航空航天、半导体制造装置、汽车、铁路运输和各种检测机械等,但目前国内同样产品在精度、寿命和质量等多项性能方面与国外相比还有一定的差距,并且结构大多参考国外的产品。因此很有必要对滚动直线导轨副进行分析和研究,以提高其各项性能。本文研究的内容主要包括滚动直线导轨副静刚度数学模型的研究、导轨沟槽结构的研究、导轨误差均化能力的理论分析与模拟仿真、钢球制造时极限偏差的分析以及不同的沟槽结构对导轨静刚度影响的分析,具体可分以下三个方面。第一:分析和总结了导轨副的各种沟槽形状与特点,利用弹性力学、理论力学和材料力学等基本知识,建立起单导轨单滑块的滚动直线导轨副的静刚度模型,并利用大型有限元分析软件ANSYS建立了滚动直线导轨副的有限元模型。第二:在保证滚动直线导轨副寿命的前提下,利用有限元分析软件ANSYS分析并确定导轨的误差均化能力,再根据滚动直线导轨的承载特点和材料特性确定了钢球在制造时的允许极限偏差。第三:针对不同沟槽结构的导轨,利用有限元软件仿真分析,分别找出不同结构的沟槽对刚度影响的曲线,然后通过这些曲线总结出对刚度的影响规律。
【图文】：

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2图 1-1 滚动直线导轨发展与演变的过程（1）圆轴直线衬套[43]圆轴直线衬套是钢球在滑块中作循环运动的直线导向装置的雏形，安装在圆轴上。这种装置的缺点是：钢球承载时与圆轴接触面积小，所以承载能力不强；当套筒轴作旋转运动时，钢球不发生滚动而产生滑动，这是造成故障的原因，所以在实际中受到较多的制约。（2）滚珠花键滚珠花键是圆轴直线衬套的改进型产品，在导轨轴上加工了沟道，增加了接触面积

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承载能力提高了 12 倍，所以可以进行紧凑化设计。在相同工作载荷下，其寿轴直线衬套的 2200 倍。这种产品可视为滚动直线导轨的起源，1979 年获得了日本发明振兴协会的发明（4）现在的滚动直线导轨[16]最初的角接触型的滚珠花键是没有安装在基座上的，而是将轴的两端安装在固，这样一来，轴在承受载荷的情况下容易发生弯曲，一旦发生这种情况，就不能挥该装置的性能。为了防止花键轴的弯曲，经过反复改进，把过去的轴端固定的改为安装在基座上的轨道，，使轴全长都变成了支撑部件。又经过进一步的改良后道加工成为带基准面的方形零件，将套筒加工为滑块，就成为了现在的滚动直线导来又发明了承载能力更强的滚子型直线滚动导轨等。滚动直线导轨发展与演变的致如图 1-1 所示。2 滚动直线导轨副结构、工作原理与应用特点滚动直线导轨副是由滑块、导轨（轨道）、钢球、保持架、上保持板、下保持向器、密封板、侧端密封垫片、末端密封垫片、润滑脂用螺纹接头等其中的部分零件组成的滚动功能部件，如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH133

【参考文献】