重载传动螺旋副受力分析与承载能力研究
发布时间：2021-05-23 01:43
螺旋传动是最重要的机械传动方式之一，在各种机械装备中得到广泛应用。采用交流伺服电机作为主传动是成形机械的最新发展方向，高效重载精密螺旋副是其中的关键技术之一。由于螺纹具有复杂的空间曲面，在工作运转过程中，螺母和螺杆变形的不协调，沿螺纹轴线方向会出现载荷分布不均匀、应力集中等情况。此时载荷大部分由螺纹啮合长度两端的螺纹圈承担，导致螺纹啮合部分各处受力不平均，增加磨损，影响传动的精度，极端情况甚至引起螺纹螺牙断裂，缩短螺旋副使用寿命。要想提高螺旋传动效率和承载能力，除开发新的螺旋副材料外，改进结构以提高载荷分布的均匀性、减少应力集中也是一个重要途径。研究螺旋副在工作中的受力状态和探讨传动螺旋副载荷分布规律，提出改进载荷分布的措施，对开发新型高效重载精密螺旋传动技术具有十分重要的意义。随着计算机技术和有限元法（FEM）的迅速发展，为研究螺旋副这一类复杂结构的受力状态提供了新的途径。目前，商用有限元软件发展已经相当成熟，被广泛应用于不同领域。因此本文使用有限元软件模拟螺旋副的受力情况，分析其受力状态。螺纹是非常复杂的空间结构，为了提高计算效率，本文将螺纹合理简化为二维和三维轴对称有限元模型，进...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究意义
1.3 主要研究内容
1.4 螺旋副受力分析的几种主要研究方法
1.4.1 电测法
1.4.2 超声波技术
1.4.3 光弹性法
1.4.4 解析法
1.4.5 有限元法
1.5 国内外使用有限元法对螺旋副进行研究的现状
第二章 有限元法及ANSYS软件
2.1 有限元法
2.2 有限元软件介绍
2.3 ANSYS的主要分析功能
2.4 ANSYS分析的一般流程
2.5 本章小结
第三章 有限元方法研究螺旋副受力状态的适用性
3.1 有限元法与经典解析法对比
3.1.1 И·А·比尔格尔著作中的解析法
3.1.2 有限元法模拟
3.1.3 有限元法计算结果与解析法计算结果对比
3.2 有限元法与光弹性法对比
3.2.1 西田正孝的光弹性实验
3.2.2 有限元模拟
3.2.3 有限元法计算结果与西田正孝的实验结果对比
3.3 本章小结
第四章 滑动螺旋副基本参数设计及有限元受力分析
4.1 滑动螺旋副基本参数设计
4.1.1 80吨螺旋精密压力机的主要工作参数
4.1.2 螺旋副参数初定
4.1.3 滑块下降工况(空载)
4.1.4 滑块压制工况
4.1.5 滑块回升工况
4.1.6 螺旋副强度验算
4.2 滑动传动螺旋副的有限元分析
4.2.1 建立有限元模型及网格划分
4.2.2 建立接触对
4.2.3 施加载荷、边界条件和求解
4.2.4 后处理
4.3 本章小结
第五章 螺母结构对传动螺旋副受力状态的影响
5.1 螺母直径对螺旋副受力状态的影响
5.2 锥形螺母对螺旋副受力状态的影响
5.3 螺母的阶梯结构对螺旋副受力状态的影响
5.3.1 螺母直径上大下小的螺旋副受力状态
5.3.2 螺母直径上小下大的螺旋副受力状态
5.3.3 螺母中部凸台结构的螺旋副受力状态
5.4 本章小结
第六章 其他影响传动螺旋副的因素
6.1 螺母弹性模量对螺旋副受力状态的影响
6.2 螺纹牙形对螺旋副受力状态的影响
6.3 本章小结
第七章 提高传动螺旋副承载能力的措施
1.螺母直径的选择
2.使用锥形螺母
3.使用带台阶结构的螺母
4.螺母材料的选用
5.选用锯齿形螺纹
结论及展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺母外形结构对螺栓疲劳强度的影响[J]. 白卫卫,苗德华,薛强. 机械研究与应用. 2004(06)
[2]高强度螺栓的应力测试[J]. 袁桂芳. 起重运输机械. 2004(05)
[3]螺旋传动中酚醛树脂螺母螺牙载荷分布研究[J]. 胡小伟,卢怀亮,黄树槐. 机械工程学报. 2004(04)
[4]光弹性实验中研究应力集中的两个问题[J]. 任春红. 河南机电高等专科学校学报. 2004(02)
[5]好学易用的有限元软件——Algor[J]. CAD/CAM与制造业信息化. 2003(10)
[6]电阻应变计法测定载荷[J]. 丁惠南,孙文柱,叶柳. 黑龙江水利科技. 2003(01)
[7]光弹性贴片法及工程应用[J]. 严承蔼. 测控技术. 2001(07)
[8]表面工程摩擦学研究进展[J]. 张绪寿,余来贵,陈建敏. 摩擦学学报. 2000(02)
[9]用超声波技术测量螺栓轴向紧固应力[J]. 刘镇清,王路. 测试技术学报. 1997(01)
[10]材料力学实验方法研究[J]. 马力. 大学物理实验. 1996(04)
本文编号：3202045
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究意义
1.3 主要研究内容
1.4 螺旋副受力分析的几种主要研究方法
1.4.1 电测法
1.4.2 超声波技术
1.4.3 光弹性法
1.4.4 解析法
1.4.5 有限元法
1.5 国内外使用有限元法对螺旋副进行研究的现状
第二章 有限元法及ANSYS软件
2.1 有限元法
2.2 有限元软件介绍
2.3 ANSYS的主要分析功能
2.4 ANSYS分析的一般流程
2.5 本章小结
第三章 有限元方法研究螺旋副受力状态的适用性
3.1 有限元法与经典解析法对比
3.1.1 И·А·比尔格尔著作中的解析法
3.1.2 有限元法模拟
3.1.3 有限元法计算结果与解析法计算结果对比
3.2 有限元法与光弹性法对比
3.2.1 西田正孝的光弹性实验
3.2.2 有限元模拟
3.2.3 有限元法计算结果与西田正孝的实验结果对比
3.3 本章小结
第四章 滑动螺旋副基本参数设计及有限元受力分析
4.1 滑动螺旋副基本参数设计
4.1.1 80吨螺旋精密压力机的主要工作参数
4.1.2 螺旋副参数初定
4.1.3 滑块下降工况(空载)
4.1.4 滑块压制工况
4.1.5 滑块回升工况
4.1.6 螺旋副强度验算
4.2 滑动传动螺旋副的有限元分析
4.2.1 建立有限元模型及网格划分
4.2.2 建立接触对
4.2.3 施加载荷、边界条件和求解
4.2.4 后处理
4.3 本章小结
第五章 螺母结构对传动螺旋副受力状态的影响
5.1 螺母直径对螺旋副受力状态的影响
5.2 锥形螺母对螺旋副受力状态的影响
5.3 螺母的阶梯结构对螺旋副受力状态的影响
5.3.1 螺母直径上大下小的螺旋副受力状态
5.3.2 螺母直径上小下大的螺旋副受力状态
5.3.3 螺母中部凸台结构的螺旋副受力状态
5.4 本章小结
第六章 其他影响传动螺旋副的因素
6.1 螺母弹性模量对螺旋副受力状态的影响
6.2 螺纹牙形对螺旋副受力状态的影响
6.3 本章小结
第七章 提高传动螺旋副承载能力的措施
1.螺母直径的选择
2.使用锥形螺母
3.使用带台阶结构的螺母
4.螺母材料的选用
5.选用锯齿形螺纹
结论及展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺母外形结构对螺栓疲劳强度的影响[J]. 白卫卫,苗德华,薛强. 机械研究与应用. 2004(06)
[2]高强度螺栓的应力测试[J]. 袁桂芳. 起重运输机械. 2004(05)
[3]螺旋传动中酚醛树脂螺母螺牙载荷分布研究[J]. 胡小伟,卢怀亮,黄树槐. 机械工程学报. 2004(04)
[4]光弹性实验中研究应力集中的两个问题[J]. 任春红. 河南机电高等专科学校学报. 2004(02)
[5]好学易用的有限元软件——Algor[J]. CAD/CAM与制造业信息化. 2003(10)
[6]电阻应变计法测定载荷[J]. 丁惠南,孙文柱,叶柳. 黑龙江水利科技. 2003(01)
[7]光弹性贴片法及工程应用[J]. 严承蔼. 测控技术. 2001(07)
[8]表面工程摩擦学研究进展[J]. 张绪寿,余来贵,陈建敏. 摩擦学学报. 2000(02)
[9]用超声波技术测量螺栓轴向紧固应力[J]. 刘镇清,王路. 测试技术学报. 1997(01)
[10]材料力学实验方法研究[J]. 马力. 大学物理实验. 1996(04)
本文编号：3202045
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3202045.html
