滚珠丝杠副轴向接触刚度的研究

发布时间：2020-07-07 10:58

【摘要】： 滚珠丝杠副的轴向接触刚度是数控机床进给系统刚度最为薄弱的环节,对数控机床的性能有很大的影响。因此,为了能够为数控机床的控制系统提供更为精确的控制参数,需要对滚珠丝杠副的轴向接触刚度进行深入的研究。 本文以赫兹理论为基础,考虑了滚珠丝杠副中螺旋角的影响,通过对单螺母滚珠丝杠副中滚珠的受力、变形进行分析,建立了求解单螺母滚珠丝杠副轴向接触变形、轴向接触刚度的理论模型;在此基础上,通过分析双螺母预紧滚珠丝杠副的受力及位移协调关系,建立了求解双螺母滚珠丝杠副轴向接触变形、轴向接触刚度的理论模型。对所建立模型分析与研究的结果表明:增大螺旋角及预紧垫片的刚度可以提高滚珠丝杠副的轴向接触刚度。建立了分析滚珠丝杠副轴向接触变形的有限元模型,并对模型合理地划分了有限元网格,对不同载荷作用下滚珠丝杠副的轴向接触变形进行了有限元分析。有限元模型的分析结果与相应理论模型的求解结果能够较好地吻合在一起,从而验证了所建立的理论模型。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH133
【图文】：

由于采用面—面接触单元，分别选择滚珠面为标面。接触单元选用CONTA174，目标单元选用TARGE1滚珠丝杠副受到轴向载荷作用时，螺母只沿轴向方向产限元模型的载荷和约束施加方式如下：进行全约束；螺母各面约束 Y、Z 向的位移，只有 X 向（；滚珠只约束 Z 向位移，即有 X 向（轴向）和 Y 向（径双螺母预紧滚珠丝杠副，要用预紧单元 PRETS179 在预力，预紧力大小为 2450N。丝杠副模型的螺母右侧施加载荷，为了能合理地模拟滚，所施加的载荷需由轴向力转换为压强。元分析结果母滚珠丝杠副接触变形的有限元分析结果

图 5-4 单螺母滚珠丝杠副轴向位移云图表 5-1 单螺母滚珠丝杠副轴向接触变形的有限元分析结果N) 500 1000 1500 2000 m) 0.001991 0.00299 0.003816 0.00452N) 3000 3500 4000 4500 m) 0.005806 0.006367 0.006895 0.00740螺母滚珠丝杠副接触变形的有限元分析结果母滚珠丝杠副的轴向接触变形进行有限元分析时此，需要首先分析丝杠副在只有预紧力作用下，移；然后再分析预紧力和工作载荷共同作用下的、5-6 分别为双螺母滚珠丝杠副轴在预紧力和 5000应力云图和位移云图。从应力云图中可以看出应

图 5-5 双螺母滚珠丝杠副应力云图图 5-6 双螺母滚珠丝杠副位移云图过施加不同的工作载荷，双螺母滚珠丝杠副的螺母会有不同的母滚珠丝杠副的有限元分析过程相同，取 500N~5000N之间的

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本文编号：2745038