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螺母旋转驱动型滚珠丝杠副热特性分析

发布时间:2017-12-31 15:43

  本文关键词:螺母旋转驱动型滚珠丝杠副热特性分析 出处:《山东大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:螺母旋转驱动型滚珠丝杠副是一种新型机构。它可以使质量较大的丝杠静止不动,质量较小的螺母转动兼直线运动于一身,从而提高螺旋传动精度,降低设备噪声,节省能源,增加系统安全性。 综合摩擦学、传热学和有限元法等理论,本论文对螺母旋转驱动型滚珠丝杠副在给定工况下的热特性进行了分析。具体研究内容主要包括: 1.建立了螺母旋转驱动型滚珠丝杠副的模型,分析了该系统的热量传递路线,对该机构进行温度节点的布置,画出了热网络模型图,应用基尔霍夫定律,列出了系统中各节点的热平衡方程组。 2.建立了系统的热源、热阻以及对流换热系数的计算模型,根据已知参数和计算数据,应用软件MATLAB计算出了系统内各节点的温度值,绘出节点—温度曲线,分析了一些参数对系统温度场分布的影响。 3.建立了系统的有限元模型,引入热网络法的计算结果作为边界条件,运用软件ABAQUS仿真出了系统的稳态温度场分布云图,分析了系统内重要部件温度值随时间的变化曲线,并将热网络理论计算法和有限元软件仿真得到的温度值进行了比较。 4.提出了一些改善系统温度场分布的措施。 通过以上的研究工作,本论文完成了对螺母旋转驱动型滚珠丝杠副温度场的理论计算与软件仿真,为系统进一步的热应力和热变形分析补偿奠定了基础,同时也为机构的优化提供了重要依据。
[Abstract]:The rotary drive ball screw pair of nuts is a new kind of mechanism, which can make the higher mass lead screw stationary, the smaller nut turn and the linear motion in one body, thus improves the helical transmission accuracy. Reduce equipment noise, save energy, increase system security. Based on the theories of tribology, heat transfer and finite element method, this paper analyzes the thermal characteristics of the screw pairs driven by nuts under given working conditions. The main contents of this paper are as follows: 1. The model of the screw pair driven by the nut is established, the heat transfer route of the system is analyzed, the temperature node is arranged, the model diagram of the thermal network is drawn, and the Kirchhoff law is applied. The heat balance equations of each node in the system are listed. 2. The calculation model of heat source, thermal resistance and convection heat transfer coefficient is established. According to the known parameters and calculation data, the temperature values of each node in the system are calculated by using the software MATLAB. The node-temperature curve is drawn and the influence of some parameters on the temperature field distribution of the system is analyzed. 3. The finite element model of the system is established, and the calculation results of the thermal network method are introduced as the boundary conditions, and the steady state temperature distribution cloud diagram of the system is simulated by using the software ABAQUS. The temperature curves of important components in the system with time are analyzed, and the temperature values obtained by thermal network theory calculation method and finite element software simulation are compared. 4. Some measures to improve the temperature distribution of the system are put forward. Through the above research work, this paper has completed the theoretical calculation and software simulation of the temperature field of the screw screw pair driven by the nut rotation, which lays a foundation for the further thermal stress and thermal deformation analysis and compensation of the system. At the same time, it also provides an important basis for the optimization of the mechanism.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH112.6

【参考文献】

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本文编号:1360432

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