特殊工况下滚珠丝杠副的承载特性与返向器研究

发布时间：2018-01-11 20:13

  本文关键词：特殊工况下滚珠丝杠副的承载特性与返向器研究　出处：《南京理工大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：精密滚珠丝杠副作为航天应用中重要的直线传动元件,对其承载性能和设计技术进行研究是非常必要的。本文结合弹塑性理论、运动学和动力学理论,重点研究了特殊工况下滚珠丝杠副的承载性能、运动特性和返向器设计等方面。 本文首先基于赫兹接触理论建立了弹塑性接触模型,推导出了计算弹塑性变形的计算公式,分析了影响滚珠丝杠副承载性能的因素,并建立了滚珠丝杠副的有限元接触模型。通过理论求解和有限元分析得出了发生塑性变形的临界载荷、未发生失效时的最大载荷,以及改变部分参数后的有限元结果。其次,对滚珠的运动特性进行了分析,重点研究了滚珠发生楔紧效应的机理和滑移特性,经分析得出特殊工况下的滚珠运动对滚珠丝杠副性能的影响会更显著。最后,结合目前使用的正弦型回珠曲线和五次抛物线型回珠曲线,将两条曲线进行组合设计了一条适合大负荷滚珠丝杠副的回珠曲线,并验证了其连续性。对所设计的返向器进行了动力学仿真,得到了较为理想的结果。 本文的研究对改善航天工程中的滚珠丝杠副性能和以及提高我国滚珠丝杠副的设计水平具有一定的理论价值和重要意义。
[Abstract]:As an important linear transmission element in spaceflight application, it is necessary to study the bearing capacity and design technology of precision ball screw. In this paper, elastic-plastic theory, kinematics and dynamics theory are combined. The load-bearing performance, motion characteristics and design of the reversing device of the ball screw pair under special working conditions are studied emphatically. In this paper, the elastoplastic contact model is established based on Hertz contact theory, the formula for calculating elastoplastic deformation is derived, and the factors influencing the bearing capacity of ball screw are analyzed. The finite element contact model of ball screw pair is established. The critical load of plastic deformation is obtained by theoretical solution and finite element analysis, and the maximum load when failure does not occur. And the finite element results after changing some parameters. Secondly, the motion characteristics of the ball are analyzed, focusing on the mechanism of the wedge effect and the slip characteristics of the ball. It is concluded that the ball movement under special working conditions will have a more significant effect on the performance of the ball screw pair. Finally, combining the sinusoidal bead return curve and the fifth parabola bead return curve used at present. The two curves are combined to design a bead return curve suitable for heavy load ball screw pair, and its continuity is verified. The dynamic simulation of the designed backwarder is carried out, and a more ideal result is obtained. The research in this paper has certain theoretical value and important significance for improving the performance of ball screw pair and improving the design level of ball screw pair in China.
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH132;V423

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本文编号：1411040