本文關(guān)鍵詞：滾動直線導軌動態(tài)特性研究

  更多相關(guān)文章： 滾動直線導軌 動態(tài)特性 動態(tài)試驗 理論解析模型

【摘要】：滾動直線導軌以其高傳效、高承載、低磨損等優(yōu)勢成為機床中必不可少的關(guān)鍵鏈接部件的同時,也順理成章的成為了機床中典型接合面結(jié)構(gòu)。由于機床中接合面結(jié)構(gòu)是機床振動問題和機床阻尼的主要來源,所以滾動直線導軌的接合面結(jié)構(gòu)的振動也成為了機床朝高精、高速發(fā)展的主要“攔路虎”。為了使機床能夠順應(yīng)其發(fā)展趨勢,對滾動直線導軌的動態(tài)特性研究勢在必行。本文以上銀HG-45型四滾道單圓弧接觸滾動直線導軌為研究對象,分別采用理論解析建模方法、動態(tài)試驗方法和有限元建模方法對其動態(tài)特性進行細致深入的研究,并將3種方法所獲取的動態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)進行對比、分析以確保建模方法和數(shù)據(jù)的正確性。本文對滾動直線導軌動態(tài)特性研究的具體內(nèi)容如下：首先,通過介紹不同種類、結(jié)構(gòu)和適用領(lǐng)域的滾動直線導軌,獲得研究對象結(jié)構(gòu)特點并以此對滾珠接觸特性做出點對點法向赫茲接觸假設(shè)和切向微觀黏滑假設(shè)進而得出滾珠接觸時法向接觸剛度和切向接觸剛度表達式。其次,利用彈簧阻尼單元來模擬滾珠接觸并建立含有法向和切向接觸剛度的滾珠接觸等效力學模型：基于Lagrange方程構(gòu)建和推導滾動直線導軌的動力學理論解析模型及運動微分方程；在獲得固有頻率和振型的同時分析有無考慮滾珠切向接觸剛度對導軌固有特性的影響及載荷參數(shù)、導軌材料參數(shù)以及導軌尺寸參數(shù)對其動態(tài)特性的影響。再其次,為了最真實的獲取HG-45型滾動直線導軌的動態(tài)特性參數(shù),利用BK動態(tài)測試系統(tǒng)對滾動直線導軌進行動態(tài)特性試驗,將獲取的低階固有頻率和振型與理論解析模型結(jié)果進行對比并分析相對誤差產(chǎn)生原因以驗證理論解析模型的合理性。最后,采用彈簧阻尼單元模擬滾珠接觸的方法,建立滾動直線導軌的動力學有限元模型；進行模態(tài)分析并將其計算結(jié)果與理論解析和試驗結(jié)果進行對比驗證有限元建模的可靠性；基于模態(tài)計算結(jié)果進一步進行諧響應(yīng)分析,獲得不同頻率下的響應(yīng)幅值等動態(tài)特性。在研究過程中發(fā)現(xiàn)：滾珠切向接觸剛度在研究滾動直線導軌動態(tài)特性時不能忽略；滾珠預(yù)緊力的變化與系統(tǒng)固有頻率的變化呈正相關(guān)；Y向振幅量級較X、Z向高一個數(shù)量級。
【關(guān)鍵詞】：滾動直線導軌 動態(tài)特性 動態(tài)試驗 理論解析模型
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG502.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究的目的和意義9-10
• 1.3 滾動直線導軌動態(tài)特性的研究綜述10-14
• 1.3.1 基于理論解析建模的導軌動態(tài)特性研究綜述10-11
• 1.3.2 基于模態(tài)試驗建模的導軌動態(tài)特性研究綜述11-13
• 1.3.3 基于有限元建模的導軌動態(tài)特性研究綜述13-14
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 滾動直線導軌的結(jié)構(gòu)特點及接觸理論16-26
• 2.1 滾動直線導軌分類及結(jié)構(gòu)特點16-17
• 2.2 接觸理論17-25
• 2.2.1 接觸應(yīng)力和位移18-22
• 2.2.2 法向接觸剛度22-23
• 2.2.3 切向剛度23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 滾動直線導軌動力學解析建模及固有特性分析26-41
• 3.1 滑塊基本振動形式26-27
• 3.2 滾動直線導軌動力學解析建模27-32
• 3.2.1 滾動直線導軌力學建模27-29
• 3.2.2 基于拉格朗日方程推導導軌動力學微分方程29-32
• 3.3 滾動直線導軌固有頻率解析表達式推導32-33
• 3.4 滾動直線導軌固有頻率數(shù)值分析33-39
• 3.4.1 有無考慮切向接觸剛度的固有頻率對比分析33-35
• 3.4.2 載荷參數(shù)對固有頻率影響分析35
• 3.4.3 材料參數(shù)對固有頻率影響分析35-37
• 3.4.4 導軌尺寸參數(shù)對固有頻率影響分析37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 4 滾動直線導軌動態(tài)特性試驗及分析41-57
• 4.1 模態(tài)試驗基本原理41
• 4.2 滾動直線導軌模態(tài)試驗41-56
• 4.2.1 試驗儀器及設(shè)備41-44
• 4.2.2 試驗邊界條件及測點分布44-47
• 4.2.3 試驗參數(shù)設(shè)置47-50
• 4.2.4 試驗測試及結(jié)果分析50-55
• 4.2.5 試驗測試結(jié)果驗證55-56
• 4.3 試驗與理論解析結(jié)果對比分析56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 滾動直線導軌動力學有限元建模及分析57-65
• 5.1 有限元實體模型57-58
• 5.2 有限元前處理58-60
• 5.2.1 單元類型和材料屬性58
• 5.2.2 網(wǎng)格劃分和滾珠接觸等效58-60
• 5.2.3 邊界條件設(shè)置60
• 5.3 有限元模態(tài)分析60-62
• 5.4 有限元、試驗和理論解析結(jié)果對比分析62
• 5.5 有限元諧響應(yīng)分析62-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-70
• 附錄A 曲率函數(shù)F(p)與無量綱系數(shù)a~*,b~*,δ~*關(guān)系表70-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-73

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本文編號：824498