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直线运动滚动导轨副的法向接触力学模型

发布时间:2018-05-20 16:47

  本文选题:数控机床 + 滚动导轨副 ; 参考:《西安交通大学学报》2016年05期


【摘要】:借助赫兹点接触形成椭圆接触区域的计算机制,考虑外加法向工作总载荷和法向预紧力,构建了直线运动滚动导轨副的运动结合部法向接触力学模型;采用第一类与第二类完全椭圆积分解算了椭圆离心率。给出一个滚珠斜向下压缩力与外加法向工作总载荷的隐函数方程,并重点推出了单个滚珠法向压缩量、滚珠法向接触刚度、滑块总压缩量、滑块整体法向接触刚度的解析解。数值仿真结果表明:单个滚珠的压缩量随着沟道曲率半径系数的增加而增加;滚珠的法向接触刚度随着单个滚珠压缩量的增大而向上凸弧式增大,但随着沟道曲率半径系数的增大而减小;滑块的总压缩量随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增大而增大,但随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而减小;当外加法向工作总载荷远远小于最大外加法向工作总载荷时,可视滑块整体法向接触刚度为常值;当外加法向工作总载荷接近最大外加法向工作总载荷时,外加法向工作总载荷对滑块整体法向接触刚度有显著影响,滑块整体法向接触刚度随着外加法向工作总载荷的增加而迅速减小;滑块整体法向接触刚度随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而提升,但随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增加而减小。结合部法向接触力学模型的建立将有助于分析直线运动滚动导轨副运动接触表面间的实际接触状态。
[Abstract]:With the help of the computer system of forming elliptical contact region by Hertz point contact, the normal contact mechanics model of the moving joint of linear motion rolling guideway pair is constructed considering the total normal working load and normal pretightening force. The elliptical centrifuge rate is calculated by using the complete elliptic integral of the first kind and the second kind. An implicit function equation between the oblique downward compression force and the external normal working load is given, and the analytical solutions of the normal compression quantity, the normal contact stiffness of the ball, the total compression of the slider and the integral normal contact stiffness of the slider are derived. The numerical simulation results show that the compression of single ball increases with the increase of channel curvature radius coefficient, and the normal contact stiffness of ball increases with the increase of compression quantity of single ball. However, with the increase of the radius coefficient of channel curvature, the total compression of the slider increases with the increase of the external normal working load or the radius coefficient of curvature of the channel, but decreases with the increase of the total number or contact angle of each row of ball. When the applied normal working load is much less than the maximum normal working load, the overall normal contact stiffness of the slider is constant, and when the applied normal working load is close to the maximum normal working load, The total normal working load has a significant effect on the overall normal contact stiffness of the slider, the overall normal contact stiffness of the slider decreases rapidly with the increase of the external normal working load, and the overall normal contact stiffness of the slider increases with the pretightening force. The total number or contact angle of each row of ball is increased, but decreases with the increase of normal working load or radius coefficient of curvature of channel. The establishment of the normal contact mechanics model of the joint will be helpful to the analysis of the actual contact state between the moving contact surfaces of the linear moving rolling guide rail pairs.
【作者单位】: 三峡大学机械与动力学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51275273)
【分类号】:O343.3

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本文编号:1915453

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