高速滚珠丝杠副轴向结合部动态刚度特性分析

发布时间：2021-08-15 09:38

　　为提高滚珠丝杠副的动态刚度,基于弹性力学中的赫兹接触理论,推导了滚珠丝杠副结合部接触刚度的计算方法,根据滚珠丝杠副动态受力分析模型,考虑速度、加速度对载荷的影响建立了滚珠丝杠副轴向动态接触变形模型。分析了工况和结构参数对滚珠丝杠副轴向接触变形的影响规律,速度的增大会使螺母侧的变形增大,丝杠侧不变;加速度的增大会导致螺母侧和丝杠侧的变形都迅速增大;螺旋升角和滚道曲率比对接触变形的影响不大;接触角增大会使螺母侧和丝杠侧的变形都减小。运用有限元软件对滚珠与螺纹滚道组成的结合面进行建模并对其进行接触变形分析,结果验证了模型的准确性。 

【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2020,(09)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

接触压力分布图

滚珠丝杠副在工作时,滚珠与丝杠螺母的运动几何关系如图2所示。在丝杠转动,螺母不转时,滚珠与螺母接触点S即为滚珠运动的瞬心,图中V为滚珠在N点的线速度,V0为滚珠中心的线速度,n为丝杠的转速,n0为滚珠绕丝杠的绝对转速[10]。忽略滚珠滑动,根据速度图解可得:

滚珠丝杠副工作时在轴向载荷Fa的作用下,滚珠受到丝杠及螺母滚道对其的接触载荷Ps,Pn,由于滚珠自转轴线与丝杠轴线不平行产生的陀螺力矩Mg,以及公转时产生的离心力Fc。工作时滚珠丝杠副受载模型如图3所示。由于滚珠丝杠副在实际运转过程中并非完全匀速运动,考虑加速度的影响,其实际的载荷为:

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于蠕滑理论的精密滚珠丝杠副摩擦力研究[J]. 陈勇将,汤文成,干为民,孟浩东.  中国机械工程. 2016(02)
[4]基于Hertz接触的滚珠丝杠副结合部刚度特性分析[J]. 姬坤海,殷国富,王万金.  组合机床与自动化加工技术. 2015(08)
[5]基于结合部刚度特性的滚珠丝杠进给系统动态特性分析[J]. 朱坚民,张统超,李孝茹.  机械工程学报. 2015(17)
[6]基于有限元法的滚珠丝杠动态特性研究[J]. 谢黎明,闫冰,靳岚.  组合机床与自动化加工技术. 2014(01)
[7]滚珠丝杠副动态接触特性分析[J]. 刘更,张晓彩,马尚君,佟瑞庭.  重庆大学学报. 2013(03)
[8]滚珠丝杠副接触变形影响因素分析[J]. 王丹,王文竹,孙志礼,周亮.  东北大学学报(自然科学版). 2011(04)
[9]带滚珠丝杠副的直线导轨结合部动态刚度特性[J]. 蒋书运,祝书龙.  机械工程学报. 2010(01)

博士论文
[1]滚珠丝杠副直线导轨进给单元动态性能研究[D]. 许向荣.山东大学 2011

硕士论文
[1]高承载工况下滚珠丝杠副的接触变形与刚度分析[D]. 张陈灵.南京理工大学 2013
[2]高速重载滚珠丝杠副轴向动态刚度及实验研究[D]. 刘际轩.浙江大学 2012



本文编号：3344302