基于表面织构的滚珠丝杠副接触特性与润滑特性研究
发布时间：2020-12-17 01:58
一个国家的制造业要想向更高精度更高速度的方向发展,滚珠丝杠副必然起着举足轻重的作用。滚珠丝杠副是数控机床传动系统的重要元件之一,其传动精度与速度与数控机床的加工精度与效率息息相关,传动精度与速度越高,相应的数控机床的加工精度与效率也越高,但是滚珠丝杠副的高速化会导致磨损严重、变形过大等诸多问题,这些都会在一定程度上影响到滚珠丝杠副传动时的精确性与使用寿命,继而影响到机床的加工精度,故需要对滚珠丝杠副的各方面性能探索研究。本文以高速高精GSCK200A型数控车床X轴进给系统的滚珠丝杠副作为研究对象,仿真分析了丝杠滚道表面有织构与无织构时滚珠丝杠副的接触与润滑特性,并对两者的分析结果进行了对比,旨在探讨丝杠滚道表面有织构结构时能否减小滚珠丝杠副的摩擦磨损。本文的主要内容如下:（1）通过阅读大量文献,了解了目前滚珠丝杠副在减摩润滑方向的研究现况,及表面织构的研究现状、研究方法与研究成果。（2）运用赫兹接触理论对丝杠滚道表面无织构的滚珠丝杠副进行了接触应力与接触变形的计算,得到轴向力与两者的关系图;在丝杠滚道表面设计了一种参数的表面织构,并给出了两接触表面有织构结构时的接触应力计算模型。（3）...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景及意义
1.3 滚珠丝杠副的研究现状
1.3.1 滚珠丝杠副的国内研究现状
1.3.2 滚珠丝杠副的国外研究现状
1.3.3 滚珠丝杠副的发展趋势
1.4 表面织构技术研究现状
1.5 论文主要内容
1.6 本章小结
第二章 滚珠丝杠副的接触特性研究
2.1 概述
2.2 赫兹接触分析
2.3 无表面织构的滚珠丝杠副接触计算
2.3.1 接触应力计算
2.3.2 变形量计算
2.4 表面织构的参数设计
2.5 本章小结
第三章 接触应力仿真分析
3.1 接触分析概述
3.2 分析模型的确定
3.3 无表面织构的滚珠丝杠副接触分析
3.4 有表面织构的滚珠丝杠副接触分析
3.4.1 织构形状改变的有限元分析
3.4.2 织构方向改变的有限元分析
3.4.3 织构尺寸改变的有限元分析
3.4.4 织构位置改变的有限元分析
3.5 本章小结
第四章 滚珠丝杠副磨损分析及织构减摩机理探究
4.1 概述
4.2 摩擦来源机理分析
4.2.1 纯滚动摩擦
4.2.2 差动滑动摩擦
4.2.3 自转滑动摩擦
4.2.4 滚珠之间的滑动摩擦
4.2.5 滚珠丝杠副的粘滞阻力
4.2.6 反向器中的摩擦
4.2.7 密封件的摩擦
4.3 滚珠丝杠副摩擦力矩的影响因素
4.4 减摩措施探讨
4.5 织构减摩机理探究
4.5.1 织构表面摩擦系数
4.5.2 表面织构减摩机理
4.6 本章小结
第五章 润滑油膜计算与流体仿真
5.1 概述
5.2 Reynolds方程
5.3 无表面织构的滚珠丝杠副油膜厚度
5.3.1 油膜厚度计算
5.3.2 润滑状态判断
5.4 织构丝杠滚道的滚珠丝杠副油膜厚度
5.5 无织构表面润滑分析
5.6 织构表面润滑分析
5.6.1 纵向V形沟槽织构表面的润滑分析
5.6.2 横向V形沟槽织构表面的润滑分析
5.6.3 微凹坑织构表面的润滑分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑滚子表面缺陷的滚动轴承动态微观润滑研究[J]. 刘晓玲,杜肖,杨沛然. 机械工程学报. 2018(07)
[2]微凹坑织构皮秒激光加工及摩擦磨损性能[J]. 郝丽春,孟永钢. 机械工程与自动化. 2017(01)
[3]表面织构对滑动轴承润滑性能的影响[J]. 高元,王文中,赵自强,孔凌嘉. 润滑与密封. 2016(08)
[4]滚珠丝杠副发展及研究现状[J]. 汤文成,徐楠楠. 机械设计与制造工程. 2016(04)
[5]横向表面凹槽对流体动压润滑性能的影响[J]. 庞晴晴,杨淑燕. 装备制造技术. 2016(01)
[6]表面织构创新设计的研究回顾及展望[J]. 王静秋,王晓雷. 机械工程学报. 2015(23)
[7]考虑反向器影响的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型[J]. 王恒,张俊杰,王永泉,陈花玲. 机械工程学报. 2016(07)
[8]双螺母滚珠丝杠副预紧力的研究[J]. 崔高尚,范元勋. 制造业自动化. 2015(14)
[9]圆凹坑织构对线接触摩擦副摩擦学性能的影响[J]. 项欣,陈平,李俊玲,李云龙. 中国表面工程. 2015(04)
[10]激光表面织构对不同材料干摩擦特性的影响[J]. 王斌,常秋英,齐烨. 摩擦学学报. 2014(04)
博士论文
[1]摩擦副表面微凹槽织构相关摩擦学理论及试验研究[D]. 纪敬虎.江苏大学 2012
[2]织构化表面的润滑计算模型及减摩特性研究[D]. 马晨波.中国矿业大学 2010
[3]高速滚珠丝杠副动力学性能分析及其实验研究[D]. 张佐营.山东大学 2008
[4]大导程滚珠丝杠副动力学性能及加工方法研究[D]. 姜洪奎.山东大学 2007
硕士论文
[1]滚动轴承滚子—滚道接触界面表面形貌效应研究[D]. 季佳伟.合肥工业大学 2017
[2]纹理化表面改性摩擦学仿真研究[D]. 吴丽.武汉工程大学 2016
[3]激光织构化轴承的润滑特性研究[D]. 李宝玉.广东工业大学 2015
[4]面接触下表面形貌对动压润滑性能影响的研究[D]. 张慧慧.青岛理工大学 2013
[5]表面微凹坑阵列对流体动压润滑性能的影响[D]. 张恩阳.南京航空航天大学 2013
[6]高速滚珠丝杠副动力学性能分析及试验研究[D]. 何纪承.山东建筑大学 2012
[7]高速滚珠丝杠副摩擦性能分析及实验研究[D]. 韩新健.兰州理工大学 2011
[8]沟槽型表面织构的摩擦特性研究[D]. 袁思欢.南京航空航天大学 2011
[9]高速高精数控车床滚珠丝杠进给系统热态特性研究[D]. 钟名东.华东交通大学 2011
[10]滚珠丝杠副轴向接触刚度的研究[D]. 吴长宏.吉林大学 2008
本文编号：2921202
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景及意义
1.3 滚珠丝杠副的研究现状
1.3.1 滚珠丝杠副的国内研究现状
1.3.2 滚珠丝杠副的国外研究现状
1.3.3 滚珠丝杠副的发展趋势
1.4 表面织构技术研究现状
1.5 论文主要内容
1.6 本章小结
第二章 滚珠丝杠副的接触特性研究
2.1 概述
2.2 赫兹接触分析
2.3 无表面织构的滚珠丝杠副接触计算
2.3.1 接触应力计算
2.3.2 变形量计算
2.4 表面织构的参数设计
2.5 本章小结
第三章 接触应力仿真分析
3.1 接触分析概述
3.2 分析模型的确定
3.3 无表面织构的滚珠丝杠副接触分析
3.4 有表面织构的滚珠丝杠副接触分析
3.4.1 织构形状改变的有限元分析
3.4.2 织构方向改变的有限元分析
3.4.3 织构尺寸改变的有限元分析
3.4.4 织构位置改变的有限元分析
3.5 本章小结
第四章 滚珠丝杠副磨损分析及织构减摩机理探究
4.1 概述
4.2 摩擦来源机理分析
4.2.1 纯滚动摩擦
4.2.2 差动滑动摩擦
4.2.3 自转滑动摩擦
4.2.4 滚珠之间的滑动摩擦
4.2.5 滚珠丝杠副的粘滞阻力
4.2.6 反向器中的摩擦
4.2.7 密封件的摩擦
4.3 滚珠丝杠副摩擦力矩的影响因素
4.4 减摩措施探讨
4.5 织构减摩机理探究
4.5.1 织构表面摩擦系数
4.5.2 表面织构减摩机理
4.6 本章小结
第五章 润滑油膜计算与流体仿真
5.1 概述
5.2 Reynolds方程
5.3 无表面织构的滚珠丝杠副油膜厚度
5.3.1 油膜厚度计算
5.3.2 润滑状态判断
5.4 织构丝杠滚道的滚珠丝杠副油膜厚度
5.5 无织构表面润滑分析
5.6 织构表面润滑分析
5.6.1 纵向V形沟槽织构表面的润滑分析
5.6.2 横向V形沟槽织构表面的润滑分析
5.6.3 微凹坑织构表面的润滑分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑滚子表面缺陷的滚动轴承动态微观润滑研究[J]. 刘晓玲,杜肖,杨沛然. 机械工程学报. 2018(07)
[2]微凹坑织构皮秒激光加工及摩擦磨损性能[J]. 郝丽春,孟永钢. 机械工程与自动化. 2017(01)
[3]表面织构对滑动轴承润滑性能的影响[J]. 高元,王文中,赵自强,孔凌嘉. 润滑与密封. 2016(08)
[4]滚珠丝杠副发展及研究现状[J]. 汤文成,徐楠楠. 机械设计与制造工程. 2016(04)
[5]横向表面凹槽对流体动压润滑性能的影响[J]. 庞晴晴,杨淑燕. 装备制造技术. 2016(01)
[6]表面织构创新设计的研究回顾及展望[J]. 王静秋,王晓雷. 机械工程学报. 2015(23)
[7]考虑反向器影响的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型[J]. 王恒,张俊杰,王永泉,陈花玲. 机械工程学报. 2016(07)
[8]双螺母滚珠丝杠副预紧力的研究[J]. 崔高尚,范元勋. 制造业自动化. 2015(14)
[9]圆凹坑织构对线接触摩擦副摩擦学性能的影响[J]. 项欣,陈平,李俊玲,李云龙. 中国表面工程. 2015(04)
[10]激光表面织构对不同材料干摩擦特性的影响[J]. 王斌,常秋英,齐烨. 摩擦学学报. 2014(04)
博士论文
[1]摩擦副表面微凹槽织构相关摩擦学理论及试验研究[D]. 纪敬虎.江苏大学 2012
[2]织构化表面的润滑计算模型及减摩特性研究[D]. 马晨波.中国矿业大学 2010
[3]高速滚珠丝杠副动力学性能分析及其实验研究[D]. 张佐营.山东大学 2008
[4]大导程滚珠丝杠副动力学性能及加工方法研究[D]. 姜洪奎.山东大学 2007
硕士论文
[1]滚动轴承滚子—滚道接触界面表面形貌效应研究[D]. 季佳伟.合肥工业大学 2017
[2]纹理化表面改性摩擦学仿真研究[D]. 吴丽.武汉工程大学 2016
[3]激光织构化轴承的润滑特性研究[D]. 李宝玉.广东工业大学 2015
[4]面接触下表面形貌对动压润滑性能影响的研究[D]. 张慧慧.青岛理工大学 2013
[5]表面微凹坑阵列对流体动压润滑性能的影响[D]. 张恩阳.南京航空航天大学 2013
[6]高速滚珠丝杠副动力学性能分析及试验研究[D]. 何纪承.山东建筑大学 2012
[7]高速滚珠丝杠副摩擦性能分析及实验研究[D]. 韩新健.兰州理工大学 2011
[8]沟槽型表面织构的摩擦特性研究[D]. 袁思欢.南京航空航天大学 2011
[9]高速高精数控车床滚珠丝杠进给系统热态特性研究[D]. 钟名东.华东交通大学 2011
[10]滚珠丝杠副轴向接触刚度的研究[D]. 吴长宏.吉林大学 2008
本文编号：2921202
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