本文關(guān)鍵詞：DK4012型滾珠絲杠副振動(dòng)與噪聲仿真及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以南京工藝裝備制造有限公司提供的DKFZD4012型滾珠絲杠副為研究對(duì)象,通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真、理論建模、有限元分析與實(shí)驗(yàn)研究等多種手段,深入分析了滾珠絲杠副振動(dòng)與噪聲的基本特性。分析過(guò)程中建立的仿真模型及得出的研究成果具有一定的推廣價(jià)值。本文的具體研究?jī)?nèi)容如下：1.建立DK4012型滾珠絲杠副的三維模型,將其導(dǎo)入ADAMS,建立滾珠絲杠副的多體動(dòng)力學(xué)模型,模擬滾珠絲杠副實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),計(jì)算出各零部件之間的接觸碰撞力,提取螺母振動(dòng)、滾珠對(duì)返向器的撞擊力等時(shí)域數(shù)據(jù)作為后續(xù)振動(dòng)響應(yīng)分析及噪聲聲壓級(jí)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)條件。2.簡(jiǎn)要分析滾珠絲杠副振動(dòng)模型的常用構(gòu)建方法,比較各方法的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)之上,提出較為優(yōu)越的混合法推導(dǎo)滾珠絲杠副系統(tǒng)的軸向與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型,并運(yùn)用歐拉-伯努利梁理論推導(dǎo)絲杠的彎曲振動(dòng)模型,深入理解滾珠絲杠副系統(tǒng)的振動(dòng)本質(zhì)。3.建立DK4012型滾珠絲杠副的有限元分析模型,精確模擬墊片的預(yù)緊效果,建立預(yù)應(yīng)力場(chǎng),并進(jìn)行預(yù)變形條件下的模態(tài)分析。然后,將動(dòng)力學(xué)仿真分析得出的滾珠撞擊力時(shí)域信號(hào)導(dǎo)入有限元軟件,進(jìn)行螺母副的振動(dòng)響應(yīng)分析,作為后續(xù)噪聲聲壓預(yù)測(cè)的邊界條件。4.以滾珠絲杠副瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析模型為基礎(chǔ),在Virtual.Lab中建立聲學(xué)有限元模型,提取瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析得出的振動(dòng)響應(yīng)時(shí)域信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換獲得頻域振動(dòng)信號(hào),作為聲學(xué)有限元的邊界條件,利用聲學(xué)有限元法,分析滾珠絲杠副外聲場(chǎng)的聲壓值,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：滾珠絲杠副 動(dòng)力學(xué)仿真 振動(dòng)模型 有限元分析 噪聲預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 課題的研究背景9-10
• 1.2 課題意義10-11
• 1.3 滾珠絲杠副簡(jiǎn)介11-16
• 1.3.1 滾珠絲杠副的傳動(dòng)原理11
• 1.3.2 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)11-14
• 1.3.3 滾珠絲杠副的特點(diǎn)14-15
• 1.3.4 滾珠絲杠副振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生機(jī)理15-16
• 1.4 滾珠絲杠副振動(dòng)噪聲技術(shù)研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4.1 振動(dòng)特性研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4.2 噪聲預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 課題的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)仿真與分析21-36
• 2.1 多體動(dòng)力學(xué)基本方程21-23
• 2.1.1 剛體動(dòng)力學(xué)基本方程21-22
• 2.1.2 柔體動(dòng)力學(xué)基本方程22-23
• 2.2 滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)模型的建立23-28
• 2.2.1 滾珠絲杠副三維建模23-24
• 2.2.2 滾珠絲杠副接觸碰撞模型建立24-28
• 2.3 滾珠撞擊返向器的一般規(guī)律28-31
• 2.3.1 滾珠運(yùn)動(dòng)路徑的模擬結(jié)果28-29
• 2.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)滾珠撞擊返向器的影響29-30
• 2.3.3 軸向載荷對(duì)滾珠撞擊返向器的影響30-31
• 2.4 螺母振動(dòng)特性分析31-34
• 2.4.1 不同轉(zhuǎn)速下螺母振動(dòng)特性分析31-33
• 2.4.2 預(yù)緊力對(duì)滾珠絲杠副固有振動(dòng)頻率的影響33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第三章 滾珠絲杠副系統(tǒng)振動(dòng)模型的建立36-52
• 3.1 概述36-37
• 3.1.1 振動(dòng)模型的常用構(gòu)建方法36-37
• 3.1.2 混合振動(dòng)模型的建立37
• 3.2 軸向振動(dòng)模型37-42
• 3.2.1 模型建立37-40
• 3.2.2 數(shù)值仿真40-42
• 3.3 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型42-46
• 3.3.1 模型建立42-44
• 3.3.2 數(shù)值仿真44-46
• 3.4 彎曲振動(dòng)模型46-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力分析及振動(dòng)響應(yīng)分析52-67
• 4.1 引言52
• 4.2 滾珠絲杠副有限元模型的建立52-56
• 4.2.1 三維模型簡(jiǎn)化52-53
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分53-54
• 4.2.3 邊界條件及接觸定義54-56
• 4.3 預(yù)應(yīng)力有限元分析56-58
• 4.4 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析58-61
• 4.4.1 模態(tài)分析的基本理論58-59
• 4.4.2 滾珠絲杠副固有特性分析59-61
• 4.5 滾珠絲杠副振動(dòng)響應(yīng)分析61-66
• 4.5.1 振動(dòng)響應(yīng)分析理論基礎(chǔ)62-63
• 4.5.2 滾珠絲杠副振動(dòng)響應(yīng)分析63-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 基于Virtual.Lab的滾珠絲杠副噪聲預(yù)測(cè)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證67-81
• 5.1 聲學(xué)基本方程及常用求解方法67-70
• 5.1.1 聲學(xué)基本方程67-69
• 5.1.2 聲學(xué)數(shù)值求解方法69-70
• 5.2 滾珠絲杠副聲學(xué)有限元模型70-73
• 5.3 滾珠絲杠副聲學(xué)量仿真結(jié)果73-76
• 5.3.1 滾珠絲杠副外表面聲壓分析結(jié)果73-74
• 5.3.2 滾珠絲杠副場(chǎng)點(diǎn)空間的聲壓分析結(jié)果74-76
• 5.4 滾珠絲杠副噪聲實(shí)驗(yàn)研究76-79
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)76-77
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)方法77
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析77-79
• 5.5 本章小結(jié)79-81
• 第六章 總結(jié)與展望81-83
• 6.1 全文總結(jié)81-82
• 6.2 工作展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士期間主要研究成果90-91
• 附錄A91-98
• A-1 不同轉(zhuǎn)速下滾珠撞擊返向器受力圖91-92
• A-2 不同轉(zhuǎn)速下部分滾珠撞擊返向器原始受力數(shù)據(jù)92-94
• A-3 不同載荷下部分滾珠撞擊返向器原始受力數(shù)據(jù)94
• A-4 不同轉(zhuǎn)速下螺母三方向RMS原始值94-95
• A-5 不同預(yù)緊下螺母軸向振動(dòng)的頻域圖95-96
• A-6 頻域信號(hào)包絡(luò)線繪制主程序96-98
• 附錄B98-101
• B-1 軸向振動(dòng)固有頻率求解程序98-99
• B-2 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)固有頻率求解程序99-101
• 附錄C101-103
• C-1 不同轉(zhuǎn)速下滾珠對(duì)返向器的撞擊力曲線101-103
• 附錄D103-106
• D-1 空間某點(diǎn)聲壓頻率響應(yīng)曲線103-104
• D-2 不同轉(zhuǎn)速下滾珠絲杠副噪聲時(shí)域信號(hào)104-105
• D-3 不同轉(zhuǎn)速下滾珠絲杠副聲壓低頻信號(hào)105-106

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