滚珠丝杠副轴向静刚度试验台测控系统设计及试验分析

发布时间：2017-08-20 03:29

  本文关键词：滚珠丝杠副轴向静刚度试验台测控系统设计及试验分析

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【摘要】：滚珠丝杠副轴向静刚度性能的好坏对数控机床的定位精度有着重要的影响,本论文根据滚珠丝杠副轴向静刚度试验台的机械结构和测量原理,重点设计了其测控系统,并对位移传感器的工装及整个试验台垂直受力情况进行了改进设计,以提高试验台的整体精度和刚度值测量的准确性。根据轴向静刚度的测量方法,对静刚度试验台的主要组成构件进行了介绍,结合试验过程中位移传感器的示数曲线,重新设计了对位移传感器工装,并对加载横梁和受力丝杠之间的中间传递环节进行了改进。基于试验台自身的机械结构,完成试验台测控系统的设计。对传感器、数据采集卡、运动控制卡、数据传输总线等进行了选型对比,搭建其硬件间的连接电路。同时对压力传感器进行了标定,按照分段线性的处理办法,使输出的电压信号与显示力准确的对应。并通过Visual Basic6.0开发静刚度试验测控软件,实现对试验台的管理和控制,最后详细介绍了各个窗体在试验中的作用以及主要按钮的功能。在试验台测控系统开发完成并验证之后,对试验样件进行了试验研究。介绍了被测样件的结构和尺寸要求,然后分别阐述了有预紧滚珠丝杠样件和无预紧滚珠丝杠样件的试验测量方案,包括测量条件、试验步骤以及对原始数据的处理。基于丝杠和螺母的接触原理,利用pro-e建立仿真模型,借助ANSYS workbench工作平台进行仿真,详细介绍了仿真的各个步骤。最后将试验数据和仿真数据进行了对比分析,验证了试验数据的有效性。最后针对不同滚珠有效循环圈数、不同循环结构和不同预紧方式等结构特点的丝杠样件,比较其各自刚度值的大小,分析其对丝杠刚度的影响。整个技术研究涉及了试验台机械结构优化,测控系统的设计,试验研究及仿真分析,有效的验证了测控系统的有效性和可行性,并结合试验数据分析了滚珠丝杠副的结构特点对刚度的影响。
【关键词】：滚珠丝杠副 轴向静刚度 测控系统 试验分析
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 滚珠丝杠副及检测技术的发展7-8
• 1.2 滚珠丝杠副接触变形和刚度的研究概述8-9
• 1.3 课题来源及主要研究内容9-11
• 2 丝杠副静刚度试验台结构优化及工装设计11-20
• 2.1 滚珠丝杠副结构特点11-12
• 2.2 滚珠丝杠副静刚度试验台12-16
• 2.3 滚珠丝杠副静刚度试验台结构优化16-19
• 2.3.1 加载力传递方式的优化16-17
• 2.3.2 位移传感器工装的优化17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 3 丝杠副静刚度试验台测控系统的设计20-43
• 3.1 测控系统硬件的选型与设计20-25
• 3.1.1 控制加载装置的设计21
• 3.1.2 采集处理模块的设计21-25
• 3.2 试验台力传感器的标定25-27
• 3.3 测控系统软件开发27-42
• 3.3.1 滚珠丝杠副静刚度试验流程29-34
• 3.3.2 测控系统基本窗体34-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 丝杠副静刚度试验测量43-49
• 4.1 丝杠副样件要求43-44
• 4.2 丝杠副静刚度测量方案44-46
• 4.2.1 测试条件44
• 4.2.2 试验步骤44-45
• 4.2.3 试验数据处理45-46
• 4.3 静刚度试验数据测量分析46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 5 丝杠副模型仿真与试验数据分析49-63
• 5.1 仿真模型的建立49-51
• 5.1.1 模型装配49-50
• 5.1.2 模型的导入50-51
• 5.2 简化模型的仿真分析51-56
• 5.2.1 简化模型仿真过程51-54
• 5.2.2 仿真结果与试验结果的对比54-56
• 5.3 试验结果分析56-62
• 5.3.1 不同有效循环圈数对滚珠丝杠副刚度的影响56-57
• 5.3.2 不同预紧方式对滚珠丝杠副刚度的影响57-60
• 5.3.3 不同循环方式对滚珠丝杠副刚度的影响60-62
• 5.4 本章小结62-63
• 6 总结与展望63-65
• 6.1 论文的主要研究成果63
• 6.2 研究工作不足与展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 附录69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴小丽;丁维明;程力;;基于PCI8134的多轴联动控制系统的设计与开发[J];工业控制计算机;2011年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张陈灵;高承载工况下滚珠丝杠副的接触变形与刚度分析[D];南京理工大学;2013年

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本文编号：704446