本文關鍵詞：滾動功能部件精度衰退模型及精度保持性研究

  更多相關文章： 滾動直線導軌副 滾珠絲杠副 精度衰退預測模型 試驗臺設計 精度保持性試驗

【摘要】：滾動功能部件是以滾動摩擦代替滑動摩擦為特征的零部件組成,它包括滾珠絲杠副、滾動直線導軌副等幾大類。具備高效省能、精密定位、精密導向等優(yōu)點,其作為重要的基礎功能部件廣泛應用于機床、醫(yī)療、航天、汽車等領域。本課題以國家科技重大專項“國產(chǎn)滾動功能部件在中高檔數(shù)控機床上的示范應用”(項目編號2012ZX04011-021)為背景,針對國產(chǎn)中高檔數(shù)控機床配套的國產(chǎn)滾動功能部件在精度保持性方面與國外同類產(chǎn)品存在很大差距這一突出問題,以VMC850E立式加工中心上X軸的國產(chǎn)某型號滾動直線導軌副和滾珠絲杠副為研究對象,對其進行了精度衰退基礎理論研究、精度保持性試驗臺設計開發(fā)和精度保持性試驗的研究。通過以上研究,可以得到其精度衰退規(guī)律,為滾動功能部件和機床整體的性能測試、壽命預測,以及產(chǎn)品的進一步升級改進提供參考。在基礎理論研究方面,分析了滾動功能部件的精度衰退機理和影響精度衰退的因素。針對滾珠和滾道間的彈性變形和摩擦磨損這兩個主要原因,基于赫茲(Hertz)接觸理論,對加載條件下導軌副和絲杠副的接觸部分進行受力和彈性變形分析,計算變形量;基于Archard磨損理論、運動特征和結構特點,對滾動體和滾道在加載條件運行一定里程后的磨損量進行預測。在兩者基礎上分別建立了滾動導軌副和滾珠絲杠副的精度衰退預測模型。本模型可以理論分析精度的衰退量隨時間的變化情況。在試驗臺的設計方面,根據(jù)提出的試驗目的和性能要求,在VMC850E立式加工中心基礎上提出改造總體方案。對需要重新設計的機械結構,基于SolidWorks軟件建立三維模型。最終搭建了包括運動控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的硬件平臺。在精度保持性試驗研究方面,計算了實際銑削工況下導軌滑塊和絲杠螺母的動態(tài)等效平均負載,以此為依據(jù)確定試驗載荷。針對設計的試驗臺,提出了精度保持性試驗的恒定應力加速壽命試驗方案以及相應的數(shù)據(jù)分析和評定方法。并對滾動直線導軌副進行了試驗。
【關鍵詞】：滾動直線導軌副 滾珠絲杠副 精度衰退預測模型 試驗臺設計 精度保持性試驗
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG502.3
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 引言13-15
• 1.2 滾動功能部件產(chǎn)品和行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 滾動功能部件精度保持性研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 滾動功能部件精度保持性基礎理論研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 滾動功能部件測試和試驗設備研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.3 滾動功能部件精度保持性試驗研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 論文研究的內容20-22
• 1.4.1 課題背景及目的20
• 1.4.2 論文主要研究內容20-22
• 1.5 本章小結22-23
• 第2章 建立滾動功能部件精度衰退預測模型23-38
• 2.1 滾動功能部件概述23-25
• 2.1.1 滾動直線導軌副23-24
• 2.1.2 滾珠絲杠副24-25
• 2.2 滾動功能部件精度衰退機理分析25-26
• 2.3 建立滾動直線導軌副精度衰退預測模型26-32
• 2.3.1 滾動直線導軌副彈性接觸變形26-30
• 2.3.2 滾動直線導軌副磨損量預測30-32
• 2.3.3 滾動直線導軌副精度衰退預測模型32
• 2.4 建立滾珠絲杠副的精度衰退預測模型32-37
• 2.4.1 滾珠絲杠副軸向彈性接觸變形32-35
• 2.4.2 滾珠絲杠副磨損量預測35-37
• 2.4.3 滾珠絲杠副精度衰退預測模型37
• 2.5 本章小結37-38
• 第3章 模擬實際銑削工況下滾動導軌副和滾珠絲杠副受力計算38-51
• 3.1 機床正常工作時的工況參數(shù)38-40
• 3.2 模擬實際加工靜態(tài)銑削力計算40-43
• 3.3 模擬走刀路線43
• 3.4 工作臺滾動直線導軌副滑塊受力的理論計算43-48
• 3.4.1 作用在X軸導軌滑塊上負載的計算43-46
• 3.4.2 平均載荷和動態(tài)等效載荷的計算46-48
• 3.5 工作臺滾珠絲杠副受力的理論計算48-50
• 3.6 本章小結50-51
• 第4章 滾動功能部件精度保持性試驗臺設計51-68
• 4.1 試驗臺的功能要求和性能指標52-53
• 4.2 試驗臺的整體構成及工作原理53-55
• 4.3 試驗臺機械結構部分的設計55-58
• 4.3.1 工作臺55
• 4.3.2 試驗臺驅動部分55-56
• 4.3.3 試驗載荷施加機構56-58
• 4.4 測控系統(tǒng)部分設計58-61
• 4.4.1 運動控制系統(tǒng)58-59
• 4.4.2 數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)59
• 4.4.3 測控軟件系統(tǒng)59-61
• 4.5 試驗測量裝置的設計和工作原理61-65
• 4.5.1 精度指標和測量原理61-62
• 4.5.2 試驗平臺精度測量裝置結構和測量方法62-65
• 4.6 試驗臺性能的分析和評估65-66
• 4.7 試驗臺的安裝和使用66-67
• 4.7.1 試驗臺的安裝66
• 4.7.2 試驗臺工作條件要求66-67
• 4.8 本章小結67-68
• 第5章 滾動功能部件精度保持性試驗研究68-77
• 5.1 試驗目標68
• 5.2 試件準備和試驗條件68-70
• 5.2.1 被測試驗滾動功能部件的準備68-69
• 5.2.2 試驗條件69
• 5.2.3 潤滑與防護69-70
• 5.3 加速壽命試驗方法70-72
• 5.3.1 加速壽命試驗概念70-71
• 5.3.2 加速壽命試驗方法類型和特點71-72
• 5.3.3 本次試驗方法的選擇72
• 5.4 試驗加載載荷的計算72-73
• 5.5 試件精度失效判據(jù)和試驗終止條件73-74
• 5.6 滾動導軌副試驗過程74-75
• 5.6.1 試驗參數(shù)和程序設定74
• 5.6.2 試驗步驟74-75
• 5.7 試驗說明和注意事項75-76
• 5.8 本章小結76-77
• 第6章 試驗數(shù)據(jù)處理和結果分析77-86
• 6.1 滾動直線導軌副測量數(shù)據(jù)處理方法77-78
• 6.2 試驗精度保持時間的轉化78-79
• 6.3 試驗結果分析79-85
• 6.3.1 試驗過程溫度變化監(jiān)測79-80
• 6.3.2 測量數(shù)據(jù)處理80-83
• 6.3.3 精度變化記錄及分析83-85
• 6.4 本章小結85-86
• 結論86-88
• 參考文獻88-93
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果93-94
• 致謝94-95

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8 黃祖堯;功能部件的產(chǎn)業(yè)瓶頸是怎樣形成的？[N];機電商報;2006年

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10 黃祖堯北京機床研究所享受國務院特殊津貼的教授級高工，中國機床工具工業(yè)協(xié)會滾動功能部件專業(yè)分會首任秘書長、現(xiàn)任顧問。;應對金融危機 滾動功能部件產(chǎn)業(yè)探索市場多元化(上)[N];機電商報;2008年

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本文編號：911238