直线滚动导轨预加载荷的应用研究

发布时间：2020-06-22 22:32

【摘要】： 现代制造加工业要求机械具有高速、高精度的优良性能。直线滚动导轨具有结构紧凑、反应灵敏、承载性能好、安装简便等优点,作为支撑部件在加工中心、数控机床等行业中的应用越来越广泛。国内产品在承载性能、精度和寿命方面与国外同型产品存在一定差距,通过分析预加载荷对直线滚动导轨各项性能的影响,研究提高各项性能的措施具有重要的意义。 本文研究的主要内容是针对预加载荷对滑块刚度、钢球运动、载荷分布、精度均化等各项性能的影响进行理论分析、模拟仿真和实验验证,并且综合各项因素,对直线滚动导轨的寿命进行了预测,具体可分为以下四个方面: 一、根据直线滚动导轨结构特点以及钢球与滚道的接触状态,利用赫兹接触理论和弹性力学等方面的知识,构建起滑块中钢球在承受载荷情况下弹性变形的力学模型。本文首先利用赫兹接触理论结合滑块结构分析了钢球的接触状态,并在此基础上进一步分析了滑块滚道与轨道滚道的相互趋近量,最终推导滑块在承受一定预加载荷下的产生的偏移量。 二、根据滚动轴承和滚珠丝杠等方面成熟的理论,分析了直线滚动导轨中钢球在承载区和反向区的运动,建立了钢球的有效滚动和无效滑动的数学模型,研究了预加载荷对有效滚动和无效滑动的影响以及提高有效滚动和无效滑动比值的措施。 三、通常认为施加预加载荷后会降低直线滚动导轨承受工作载荷的能力。但是预加载荷与工作载荷的施加方式是不一样的,通过有限元软件模拟仿真可以得出结论,预加载荷对直线滚动导轨承受力矩时的载荷分布有显著的改善,降低了载荷的最大值,增加有效承载钢球的数目。在承受推力时,会增大钢球的载荷,但可以增加有效承载钢球的数目。同时还研究了避免预紧失效的措施。 四、由于预加载荷对钢球的刚度、运动和载荷分布影响很大,所以对直线滚动导轨的行走精度也将产生很大的影响,通过理论分析推导出随着预加载荷的增大,精度均化能力也相应地得到提高。并借用前人的实验数据验证了理论分析的正确性。引入了三个参数的韦布尔分布对直线滚动导轨的寿命进行分析,根据直线滚动导轨的工作载荷对寿命进行了预测。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH113
【图文】：

和把旋转运动转换成直线运动的滚珠丝杠之地生产。直线运动系统的应用使很多机械得以机床、机器人、传送装置、半导体、术的主要机械零部件在世界范围内被广泛评价。近年来，直线滚动导轨还应用于铁活的领域当中。可以预见，今后直线滚动导轨的发展历史，以 1944 年美国率先设计出、带滚动沟道的滚珠花键；而后继续改进。日本于 1971 年首先制造出角接触式构造具有纪念意义的改良。使用圆柱形滚子替代钢球的直线滚动导轨，各种类型的直线滚动导轨。钢球在滑块中作循环运动的直线导向装置轴接触面积小，所以承载能力不强。并且如滚动而产生滑动，这是造成故障的原因，所

图 1.2 滚珠花键图 1.3 角接触型滚珠花键直线滚动导轨的起源，1979 年获得了日本发明的定型的滚珠花键是没有安装在基座上的，而是将轴下容易发生弯曲，一旦发生这种情况，就不能复改进，把过去的轴端固定的花键轴改为安装一步的改良后，将轨道加工成为带基准面的方轨，如图 1.4 所示[1]。后来又发明了承载能力更

【引证文献】

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1 倪国林;孙俊兰;姜大志;;滚动直线导轨副各向载荷及刚度模型的研究[J];装备制造技术;2011年03期

2 姜大志;倪国林;孙俊兰;;LMG多向载荷及刚度模型的研究[J];盐城工学院学报(自然科学版);2011年01期

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1 王威;机床滚动直线传动部件的力学特性研究[D];大连理工大学;2010年

2 赵长军;LNG储罐滚动自复位隔震研究[D];东北石油大学;2011年

3 刘曙光;滚柱直线导轨副的力学性能分析[D];华中科技大学;2011年

本文编号：2726346