行星滚柱丝杠滚柱载荷差异分析与研究

发布时间：2024-06-23 13:31

　　基于行星滚柱丝杠中各滚柱啮合位置的差异,提出了各滚柱在丝杠和螺母两侧螺纹牙载荷分布的计算方法。通过分析得出若实现各滚柱啮合位置完全相同,丝杠和螺母的螺纹头数应是滚柱个数的整数倍。综合考虑行星滚柱丝杠滚柱啮合位置及轴段变形、螺纹牙接触变形和弯曲变形等因素,根据变形协调方程和牛顿第二定律,计算分析了各滚柱的载荷分布规律,并通过有限元算法验证结果的正确性。结果表明,当滚柱啮合位置不同时会造成各滚柱的载荷差异,并且啮合位置最高的滚柱两侧承受的载荷最大。

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【部分图文】：

图2丝滚柱在丝杠和螺母两侧啮合位置剖面图

图1丝杠与滚柱啮合剖面图行星滚柱丝杠为了保证装配过程的顺畅以及防止带载传动过程中由于零件之间的摩擦导致温升过高致使螺纹牙发生热变形相互卡死的现象,为此丝杠和螺母以及滚柱之间的螺旋曲面是存在轴向间隙的,其螺纹牙的啮合接触位置与无侧隙螺纹牙啮合是有差异的。作行星滚柱丝杠副在xoy平....

图5滚柱啮合位置差

其中,n为丝杠的螺纹头数,k为滚柱的个数;j表示丝杠与第i个滚柱相啮合的第j个螺旋啮合线。若要实现行星滚柱丝杠副中的各滚柱的啮合接触位置相同,由上式可知需满足n=z·k,z为整数。2行星滚柱丝杠载荷模型

图6螺纹弯曲变形

螺纹牙在啮合点受到载荷后会发生弯曲变形,如图6所示。图6中,a表示螺纹牙厚度;b表示螺纹牙在啮合点处的牙厚;c表示啮合点处的螺纹牙高度;α表示牙侧角。F为啮合处的载荷在xoy平面上的分力,运用正交分解法将力F分解成沿x轴和y轴的两个力。具体的计算公式如下:

图7变形关系示意

滚柱和丝杠及螺母啮合接触时,以丝杠或螺母中任意相邻螺纹牙上的啮合点为研究对象,两个啮合点在变形前后的位置关系如图7所示。图7中,粗实线表示丝杠或螺母中变形后的第i和i+1个螺纹牙与轴段状态。列出丝杠或螺母啮合的变形协调方程为L+δi+1=L+ΔLi+δi,其中,L的长度等于螺距。....

本文编号：3995538