滚珠丝杠副摩擦力矩影响因素及测试方法研究

发布时间：2017-06-07 14:16

  本文关键词：滚珠丝杠副摩擦力矩影响因素及测试方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：精密滚珠丝杠副是数控机床的关键功能部件，其制造水平的高低在很大程度上决定了数控机床的精度高低。随着机械产品、数控机床向高速化、高精度化、复合化与环保化方向发展，，对滚珠丝杠副的性能提出了越来越高的要求。 摩擦力矩是滚珠丝杠副的重要的使用性能参数，它直接影响到能量的损耗、温度的变化(过分的温升将导致润滑剂恶化、磨损加剧，甚至导致工作表面烧伤)以及噪声、振动的变化，因此摩擦力矩的测量是滚珠丝杠副出厂检测的基本要求。目前我国除台湾地区外高速滚珠丝杠副的发展水平和国外相比还有不小的差距。除了原材料和加工设备的精度等因素外，没有完善的试验检测手段也是制约其发展的一个重要原因。基于此我们研制了滚珠丝杠副摩擦力矩测试仪，经过传感器选择、软硬件设计、接口电路设计等环节，可实现以下功能：根据采集到的数据实时绘制摩擦力矩变化曲线；计算分析测量数据；显示“中／英报告”、“打印测量报告”、“打印用户报告”；每次测量结果、力矩数据及被测丝杠参数可以存盘作为资料存档，在任何需要的时候重现，也可以输出到打印机上，作为检测报告。 本文首先从滚珠丝杠副摩擦力矩的产生机理入手，结合其结构特点，分析了滚珠丝杠副摩擦力矩的影响因素，并通过对滚珠在滚道中的受力分析，重点分析了预紧力对摩擦力矩的影响，得出预紧力与摩擦力矩的关系式，为测试方法研究及测试结果分析提供了理论支持；然后对测试仪的功能及实现进行了详细的阐述，最后对测试结果及测试系统误差进行了分析。
【关键词】：滚珠丝杠副 摩擦力矩 影响因素 测试方法研究
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 课题的背景7-8
• 1.2 滚珠丝杠副特点及其检测现状8-12
• 1.2.1 滚珠丝杠副特点8-9
• 1.2.2 滚珠丝杠副检测现状9-10
• 1.2.3 滚珠丝杠副摩擦力矩研究的现状及意义10-12
• 1.3 本论文的主要研究内容12-14
• 第二章 滚珠丝杠副摩擦力矩影响因素研究14-33
• 2.1 滚珠丝杠副摩擦力矩产生机理分析14-15
• 2.2 滚珠丝杠副摩擦力矩影响因素分析15-24
• 2.2.1 摩擦力矩与预紧力、外部负载的关系15-18
• 2.2.2 滚珠结构形式的影响18-20
• 2.2.3 摩擦力矩与滚珠循环方式的关系20-23
• 2.2.4 所用材料摩擦特性的影响23-24
• 2.2.5 速度特性与润滑剂的影响24
• 2.3 滚珠丝杠副摩擦力矩的计算24-29
• 2.3.1 滚珠在丝杠副中的受力分析24-25
• 2.3.2 滚珠在滚道中的接触特性25-27
• 2.3.3 滚珠丝杠副中由预紧力引起的摩擦分析27-29
• 2.4 滚珠丝杠副预紧力大小的确定29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 滚珠丝杠副摩擦力矩测试仪的设计与开发33-56
• 3.1 检测技术概述33-35
• 3.2 总体设计35-37
• 3.2.1 系统基本工作原理35-36
• 3.2.2 系统电气原理36-37
• 3.3 测量系统的具体设计37-52
• 3.3.1 传感器的选择37-41
• 3.3.2 前置放大电路的设计41-43
• 3.3.3 辨向电路43-44
• 3.3.4 单片机系统设计44-46
• 3.3.5 接口电路46-50
• 3.3.6 软件部分50-52
• 3.4 系统软、硬件抗干扰措施52-55
• 3.4.1 硬件抗干扰措施52-53
• 3.4.2 软件抗干扰措施53-55
• 3.5 本章小结55-56
• 第四章 试验分析56-60
• 4.1 试验数据分析56-57
• 4.2 测量误差分析57-59
• 4.3 本章小结59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文67

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 谢黎明;袁慧娟;靳岚;苟卫东;裴大为;;双驱滚珠丝杠进给系统温度场计算[J];机械制造;2012年02期

2 曹巨江;李龙刚;刘言松;孙建功;;基于有限元法的高速空心滚珠丝杠系统热特性仿真[J];组合机床与自动化加工技术;2010年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 韩新健;高速滚珠丝杠副摩擦性能分析及实验研究[D];兰州理工大学;2011年

2 冯炳;摩擦力矩的测试方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 王刚;高速精密滚珠丝杠副综合性能测试系统开发[D];大连理工大学;2012年

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本文编号：429311