非哥特式椭圆滚道的滚珠丝杠副动力学仿真与分析

发布时间：2017-09-12 21:19

  本文关键词：非哥特式椭圆滚道的滚珠丝杠副动力学仿真与分析

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【摘要】：滚珠丝杠副是以滚珠为中间滚动体,实现丝杠与螺母相对运动的螺旋传动副。因其具有定位精度高、传动效率高、耐磨性高、可塑性高、同步性能好的优点,被广泛应用于数控机床、机器人、精密测量仪器和自动化设备等的直线驱动执行单元中。随着装备制造业的迅猛发展,滚珠丝杠作为传动装置,它的精度高低直接影响机械机构的定位精度,对滚珠丝杠副的精度、稳定性提出了愈来愈高的更高精度的需求。本文应用动力学理论、运动学分析、有限元软件以及ADAMS仿真软件,通过有限元仿真和动力学仿真分析,研究滚珠在非哥特式椭圆滚道滚珠丝杠副的承载区的受力和运动特性以及滚道的截面弧形对滚珠丝杠副的动力学性能的影响,研究主要包括以下内容：1)分析了滚珠在滚珠丝杠副承载滚道的运动特性,阐述了滚珠在承载滚道发生滑移和楔紧的机理,推导了滚珠在承载滚道的滑移速度；2)利用有限元理论,简化了滚珠丝杠副的有限元模型,建立哥特式滚珠丝杠副模型滚道和非哥特式椭圆滚道滚珠丝杆副模型,对比其在受到相同轴向载荷下,滚珠的滑移距离；3)利用多体动力学软件ADAMS,建立了哥特式滚道滚珠丝杠的仿真模型和非哥特式椭圆滚道滚珠丝杠副模型,分析了滚道截型对滚珠丝杠的动力学性能的影响；4)阐述了滚珠丝杠副的柔顺性评估的方法,利用波动信号的频率特征值分析了螺旋滚道出现磨损时对摩擦力矩的影响,为故障诊断提供了参考依据。本文的研究对改善滚珠丝杠副的性能以及推进国内滚珠丝杠的设计具有一定的参考价值和重要意义。
【关键词】：滚珠丝杠副 有限元 多体动力学 摩擦力矩 滚道截面
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH113
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景及意义9-12
• 1.2 滚珠丝杠副的国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外滚珠丝杠性能研究现状12
• 1.2.2 国内滚珠丝杠性能研究现状12-14
• 1.3 课题研究目的和内容14-16
• 1.3.1 研究目的14-15
• 1.3.2 研究内容15-16
• 第2章 滚珠丝杠副承载滚道内滚珠楔紧效应16-31
• 2.1 概述16
• 2.2 楔紧效应理论分析16-26
• 2.2.1 滚珠的运动特性16-18
• 2.2.2 楔紧效应18-19
• 2.2.3 滚珠的滑移19-21
• 2.2.4 滚珠的滑移速度21-26
• 2.3 非哥特式椭圆滚道截型对楔紧效应的影响26-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 哥特式与非哥特式椭圆滚道截型对楔紧效应的对比分析31-43
• 3.1 滚道截型楔紧效应仿真模型31-33
• 3.1.1 滚道截型模型的建立31
• 3.1.2 有限元模型的建立31-33
• 3.2 哥特式滚道滚珠丝杠副的有限元分析结果33-37
• 3.2.1 不同载荷下的滚珠丝杠副接触变形结果33-36
• 3.2.2 滚珠的滑移距离36-37
• 3.3 非哥特式椭圆滚道滚珠丝杠副的有限元分析结果37-42
• 3.3.1 不同载荷下的滚珠丝杠副接触变形结果37-40
• 3.3.2 滚珠的滑移距离40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 哥特式与非哥特式椭圆滚道滚珠丝杠副动力学性能对比分析43-53
• 4.1 滚珠丝杠副主要动力学性能概述43
• 4.2 滚珠丝杠副建模仿真43-49
• 4.2.1 多体动力学的理论43-45
• 4.2.2 滚珠丝杠副建模45-49
• 4.3 摩擦力矩性能对比49-50
• 4.3.1 仿真结果对比分析49-50
• 4.4 等效噪声性能分析50-52
• 4.4.1 仿真结果对比分析50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 局部磨损对哥特式与非哥特式椭圆滚道的丝杠副的柔顺性影响对比53-62
• 5.1 典型磨损形式概述53-55
• 5.2 柔顺性的评价和测量方法55-56
• 5.3 局部磨损的非哥特式椭圆滚道滚珠丝杠副的摩擦力矩对比56-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况69

【参考文献】

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本文编号：839589