行星滚柱丝杠副运动及承载特性研究

发布时间：2020-07-27 10:57

【摘要】：行星滚柱丝杠副以其高承载、高精度、长寿命等优点,在工程应用中被广泛应用于精密直线传动和重载领域,如精密数控机床、医疗设备、特种机械、机器人技术、航空工业、武器装备等。行星滚柱丝杠副作为一种新型的精密直线传动机构,它依靠螺纹传动实现将丝杠的旋转运动转化为螺母的直线往复运动。通过丝杠周围均匀布置若干个滚柱,大幅度增加传动过程中螺纹副的接触对数,具有传动精度高、承载能力大、使用寿命长等优点。本文以行星滚柱丝杠副为研究对象,探讨行星滚柱丝杠副的工作原理,对其运动学特性和承载特性进行研究。本文主要内容如下:(1)基于空间螺旋理论提出了一种行星滚柱丝杠副空间机构运动简图,开展了行星滚柱丝杠副的机构学研究,分析了各构件间的耦合关系,从数理层面论证了行星滚柱丝杠副的工作原理。(2)根据行星滚柱丝杠副工作原理,分析了各构件几何形态和相互运动关系,导出了几何和工作参数设计计算公式。(3)从理论上对行星滚柱丝杠副运动过程中各构件间的运动关系式进行了推导,通过研究滚柱与螺母间滚动接触和滚滑接触两种情况下的螺母轴向运动速度,分析其速度与螺母的螺纹头数、螺距以及丝杠角速度之间的关系;建立虚拟样机对行星滚柱丝杠副进行运动学分析,验证了理论推导公式的正确性;(4)基于赫兹接触理论建立了弹性接触模型,导出了接触对之间的应力解析计算公式,探讨了影响行星滚柱丝杠副承载能力的主要因素;通过对模型合理简化,利用计算力学方法,对解析计算公式的正确性进行了验证。(5)对不同支撑方式下丝杠轴向变形情况进行研究,考察不同支撑方式对丝杠轴向变形的影响,通过计算力学方法分析了丝杠应变与支撑方式之间的关系。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH132
【图文】：

转换机构

（f）凸轮机构图 1.1 常见旋转与直线转换机构Fig. 1.1 Common Rotary and Linear Conversion Mechanisms近年来工程应用领域对于传动精度、承载能力要求越来越高，常规的旋直线运动转化机构难以同时满足高速、高承载能力、高精度、长寿命等要求就需要研制更加精密的传动部件，同时对于部件的承载能力也提出了较高的自 1942 年由瑞典人 Carl B S 发明行星滚柱丝杠，图 1.2 所示，前期的发展中限于加工条件，理论研究不足，研究进展有限，随着制造业整体水平的不断进制造精度的提高，对于行星滚柱丝杠副高承载、高精度、长寿命的特点越来起重视。

行星滚柱丝杠

）蜗轮蜗杆传动（f）凸轮机构图 1.1 常见旋转与直线转换机构Fig. 1.1 Common Rotary and Linear Conversion Mechanisms程应用领域对于传动精度、承载能力要求越来越高，机构难以同时满足高速、高承载能力、高精度、长寿加精密的传动部件，同时对于部件的承载能力也提出典人 Carl B S 发明行星滚柱丝杠，图 1.2 所示，前期，理论研究不足，研究进展有限，随着制造业整体水平高，对于行星滚柱丝杠副高承载、高精度、长寿命的

作动器,长寿命

1 绪论副以其高承载、高精度、长寿命等优点在工控机床、医疗设备、特种机械、机器人技国的 LIM-TEC 公司成功研制出了新型飞机hanical Actuator），图 1.3 所示，成功实现时间，高加速度，较低的维护成本，长寿命和法国空客 A380 的电动作动器起落架上，空武器悬挂发射系统装置均采用了行星滚柱

【参考文献】