冷滚打滚珠丝杠理论研究
发布时间：2022-02-22 00:33
滚珠丝杠具有传动效率高、运动平稳性好以及使用寿命长等特点,因而被广泛的应用于机械、航天、航空、核工业等领域。随着产品的应用范围不断扩大以及滚珠丝杠自身的优点,使得它将始终占领直线运动领域的绝大部分市场。但目前由于受国内加工能力的限制,使得大量国外产品占有国内较大一部分市场。因而,非常有必要研究和开发一种新的滚珠丝杠加工方法。本文主要研究工作包括以下几点:1.根据零件表面成形原理,建立了滚珠丝杠冷滚打运动关系模型,借助于机械动力学分析软件MSC.ADAMS,对滚打轮自转角速度进行了运动仿真,对比分析了仿真结果与理论计算结果,验证了冷滚打运动关系模型建立的正确性。2.根据冷滚打运动关系,建立了冷滚打坐标系和冷滚打数学模型,运用啮合原理建立了冷滚打接触面数学模型及接触线数学模型;对接触面数学模型和接触线数学模型进行了分析,揭示了冷滚打运动成形原理。3.根据误差计算原理,建立了滚珠丝杠螺旋滚道法向截形误差、滚珠中心轨迹螺旋线误差和滚珠丝杠螺旋线表面粗糙度的数学模型。通过对螺旋滚道法向截形误差的分析,揭示了误差变化规律、造成误差的原因,给出了消除误差的方法;通过对滚珠中心轨迹螺旋线误差的分析,揭...
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 滚珠丝杠现有加工方法简介
1.3 现有滚珠丝杠加工方法存在的问题
1.4 冷滚打滚珠丝杠加工方法的提出
1.5 课题来源及研究内容与方法
第2章 冷滚打滚珠丝杠成形运动分析及仿真
2.1 滚珠丝杠冷滚打成形原理
2.2 滚打轮自转速度分析
2.3 冷滚打成形运动关系仿真
2.3.1 仿真模型中关键件的建立
2.3.2 装配模型的建立
2.3.3 冷滚打运动关系仿真
2.4 理论值与仿真结果对比分析
2.5 本章小结
第3章 冷滚打滚珠丝杠成形分析
3.1 冷滚打坐标系的建立及坐标变换
3.1.1 坐标系的建立
3.1.2 坐标变换
3.2 理论滚珠丝杠螺旋滚道面方程
3.2.1 活动标架
3.2.2 滚珠丝杠法向截形方程
3.2.3 滚珠丝杠螺旋滚道面方程
3.3 啮合函数及啮合方程
3.3.1 滚打轮曲面方程
3.3.2 滚打轮上任一点单位法向矢量
3.3.3 任一接触点处的相对运动速度
3.3.4 啮合函数及啮合方程
3.4 冷滚打滚珠丝杠螺旋滚道面方程
3.4.1 滚打轮曲面上瞬时接触线
3.4.2 冷滚打滚珠丝杠螺旋滚道面方程
3.5 冷滚打滚珠丝杠成形分析
3.5.1 冷滚打滚珠丝杠成形宏观分析
3.5.2 冷滚打滚珠丝杠成形微观分析
3.6 本章小结
第4章 冷滚打滚珠丝杠精度分析
4.1 冷滚打滚珠丝杠螺旋滚道面法向截形误差
4.2 冷滚打滚珠丝杠导程误差
4.3 滚珠中心轨迹螺旋线误差
4.4 冷滚打滚珠丝杠粗糙度及滚道面连续性分析
4.5 本章小结
第5章 滚打轮设计
5.1 滚打轮设计原理
5.2 啮合函数及啮合方程
5.2.1 滚珠丝杠螺旋滚道面单位法向量
5.2.2 冷滚打接触点的相对速度
5.2.3 啮合函数和啮合方程
5.3 滚打轮轴向截面形状
5.3.1 滚珠丝杠螺旋滚道面上瞬时接触线
5.3.2 滚打轮曲面接触线
5.3.3 滚打轮轴向截面形状
5.3.4 滚打轮截面形状数值计算及分析
5.4 本章小结
第6章 冷滚打滚珠丝杠有限元模拟分析及可行性验证
6.1 冷滚打滚珠丝杠有限元模拟基本工作
6.1.1 冷滚打滚珠丝杠有限元模拟流程
6.1.2 滚珠丝杠基本参数
6.1.3 冷滚打滚珠丝杠毛坯直径的计算
6.2 有限元模型
6.2.1 几何模型
6.2.2 材料模型
6.2.3 网格划分及细化
6.2.4 接触、摩擦及边界条件处理
6.3 不同速度下的模拟结果对比分析
6.3.1 不同速度下最大应力应变分析
6.3.2 不同速度下的最大位移与最大流动速度分析
6.4 同一公转速度下不同传动比模拟对比分析
6.4.1 不同传动比下应力应变以分析
6.4.2 不同传动比下最大流动速度与最大位移分析
6.5 合理工艺参数下的模拟结果分析
6.5.1 滚珠丝杠冷滚打成形过程分析
6.5.2 应力分析
6.5.3 应变分析
6.5.4 金属流动规律分析
6.5.5 模拟法向截形与理论法向截形对比
6.6 冷滚打滚珠丝杠可行性验证
6.7 本章小结
第7章 结论
7.1 研究结论
7.2 进一步研究内容
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]变径细长轴类零件的旋风铣削方法研究[J]. 孙兴伟,崔海,王可,董蔚. 制造技术与机床. 2010(04)
[2]旋风硬铣削在滚珠丝杠加工中的应用[J]. 付宝萍,田茂林. 金属加工(冷加工). 2010(06)
[3]超长数控滚珠丝杠磨床砂轮振动分析及防治措施[J]. 赵慧丽,朱彦军. 机械设计与制造. 2010(03)
[4]基板预变形下304L不锈钢激光立体成形过程热弹塑性有限元分析[J]. 王波,林鑫,马良,黄卫东. 中国激光. 2010(01)
[5]板带冷轧过程三维弹塑性有限元模拟[J]. 张雅琴,何宗霖,张雪娜. 中北大学学报(自然科学版). 2009(04)
[6]大导程滚珠丝杠副螺母加工中砂轮截形理论分析[J]. 范东风,胡德金,徐建国,龚振善. 上海交通大学学报. 2009(05)
[7]提高数控旋风铣床加工精度的措施[J]. 王兆坦,刘宪银,李保民,张瑞. 金属加工(冷加工). 2008(11)
[8]花键冷滚打和铣削加工的金属组织变形研究[J]. 崔凤奎,徐永福,赵魏. 锻压技术. 2008(02)
[9]旋风铣削刀具的通用设计与分析系统[J]. 谭立新,胡竟湘,傅彩明,谭加才,龚进. 机械工程与自动化. 2008(02)
[10]大导程滚珠螺母磨削砂轮廓形精确设计和干涉消除[J]. 李凌丰,陈远朋,刘波. 机械工程学报. 2008(01)
硕士论文
[1]连续挤压扩展成形金属流动分析与模具设计[D]. 谢玲玲.大连交通大学 2005
[2]铜扁线连续挤压成形过程的三维数值模拟[D]. 陈莉.大连交通大学 2004
[3]金属板材深冲成形过程的有限元模拟[D]. 陈磊.大连理工大学 2003
本文编号：3638333
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 滚珠丝杠现有加工方法简介
1.3 现有滚珠丝杠加工方法存在的问题
1.4 冷滚打滚珠丝杠加工方法的提出
1.5 课题来源及研究内容与方法
第2章 冷滚打滚珠丝杠成形运动分析及仿真
2.1 滚珠丝杠冷滚打成形原理
2.2 滚打轮自转速度分析
2.3 冷滚打成形运动关系仿真
2.3.1 仿真模型中关键件的建立
2.3.2 装配模型的建立
2.3.3 冷滚打运动关系仿真
2.4 理论值与仿真结果对比分析
2.5 本章小结
第3章 冷滚打滚珠丝杠成形分析
3.1 冷滚打坐标系的建立及坐标变换
3.1.1 坐标系的建立
3.1.2 坐标变换
3.2 理论滚珠丝杠螺旋滚道面方程
3.2.1 活动标架
3.2.2 滚珠丝杠法向截形方程
3.2.3 滚珠丝杠螺旋滚道面方程
3.3 啮合函数及啮合方程
3.3.1 滚打轮曲面方程
3.3.2 滚打轮上任一点单位法向矢量
3.3.3 任一接触点处的相对运动速度
3.3.4 啮合函数及啮合方程
3.4 冷滚打滚珠丝杠螺旋滚道面方程
3.4.1 滚打轮曲面上瞬时接触线
3.4.2 冷滚打滚珠丝杠螺旋滚道面方程
3.5 冷滚打滚珠丝杠成形分析
3.5.1 冷滚打滚珠丝杠成形宏观分析
3.5.2 冷滚打滚珠丝杠成形微观分析
3.6 本章小结
第4章 冷滚打滚珠丝杠精度分析
4.1 冷滚打滚珠丝杠螺旋滚道面法向截形误差
4.2 冷滚打滚珠丝杠导程误差
4.3 滚珠中心轨迹螺旋线误差
4.4 冷滚打滚珠丝杠粗糙度及滚道面连续性分析
4.5 本章小结
第5章 滚打轮设计
5.1 滚打轮设计原理
5.2 啮合函数及啮合方程
5.2.1 滚珠丝杠螺旋滚道面单位法向量
5.2.2 冷滚打接触点的相对速度
5.2.3 啮合函数和啮合方程
5.3 滚打轮轴向截面形状
5.3.1 滚珠丝杠螺旋滚道面上瞬时接触线
5.3.2 滚打轮曲面接触线
5.3.3 滚打轮轴向截面形状
5.3.4 滚打轮截面形状数值计算及分析
5.4 本章小结
第6章 冷滚打滚珠丝杠有限元模拟分析及可行性验证
6.1 冷滚打滚珠丝杠有限元模拟基本工作
6.1.1 冷滚打滚珠丝杠有限元模拟流程
6.1.2 滚珠丝杠基本参数
6.1.3 冷滚打滚珠丝杠毛坯直径的计算
6.2 有限元模型
6.2.1 几何模型
6.2.2 材料模型
6.2.3 网格划分及细化
6.2.4 接触、摩擦及边界条件处理
6.3 不同速度下的模拟结果对比分析
6.3.1 不同速度下最大应力应变分析
6.3.2 不同速度下的最大位移与最大流动速度分析
6.4 同一公转速度下不同传动比模拟对比分析
6.4.1 不同传动比下应力应变以分析
6.4.2 不同传动比下最大流动速度与最大位移分析
6.5 合理工艺参数下的模拟结果分析
6.5.1 滚珠丝杠冷滚打成形过程分析
6.5.2 应力分析
6.5.3 应变分析
6.5.4 金属流动规律分析
6.5.5 模拟法向截形与理论法向截形对比
6.6 冷滚打滚珠丝杠可行性验证
6.7 本章小结
第7章 结论
7.1 研究结论
7.2 进一步研究内容
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]变径细长轴类零件的旋风铣削方法研究[J]. 孙兴伟,崔海,王可,董蔚. 制造技术与机床. 2010(04)
[2]旋风硬铣削在滚珠丝杠加工中的应用[J]. 付宝萍,田茂林. 金属加工(冷加工). 2010(06)
[3]超长数控滚珠丝杠磨床砂轮振动分析及防治措施[J]. 赵慧丽,朱彦军. 机械设计与制造. 2010(03)
[4]基板预变形下304L不锈钢激光立体成形过程热弹塑性有限元分析[J]. 王波,林鑫,马良,黄卫东. 中国激光. 2010(01)
[5]板带冷轧过程三维弹塑性有限元模拟[J]. 张雅琴,何宗霖,张雪娜. 中北大学学报(自然科学版). 2009(04)
[6]大导程滚珠丝杠副螺母加工中砂轮截形理论分析[J]. 范东风,胡德金,徐建国,龚振善. 上海交通大学学报. 2009(05)
[7]提高数控旋风铣床加工精度的措施[J]. 王兆坦,刘宪银,李保民,张瑞. 金属加工(冷加工). 2008(11)
[8]花键冷滚打和铣削加工的金属组织变形研究[J]. 崔凤奎,徐永福,赵魏. 锻压技术. 2008(02)
[9]旋风铣削刀具的通用设计与分析系统[J]. 谭立新,胡竟湘,傅彩明,谭加才,龚进. 机械工程与自动化. 2008(02)
[10]大导程滚珠螺母磨削砂轮廓形精确设计和干涉消除[J]. 李凌丰,陈远朋,刘波. 机械工程学报. 2008(01)
硕士论文
[1]连续挤压扩展成形金属流动分析与模具设计[D]. 谢玲玲.大连交通大学 2005
[2]铜扁线连续挤压成形过程的三维数值模拟[D]. 陈莉.大连交通大学 2004
[3]金属板材深冲成形过程的有限元模拟[D]. 陈磊.大连理工大学 2003
本文编号：3638333
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3638333.html
