【摘要】：論文以精密滾珠絲杠副為研究對(duì)象,考慮了航天工況的特殊性,對(duì)精密滾珠絲杠副的承載、失效以及破壞機(jī)理進(jìn)行了研究。在強(qiáng)過(guò)載下滾珠絲杠副的失效破壞不同于常態(tài),文中對(duì)強(qiáng)過(guò)載下滾珠絲杠副的承載與破壞進(jìn)行了理論研究。 由于赫茲接觸理論只適用于彈性范圍內(nèi),文中針對(duì)這一缺點(diǎn)首先利用理想彈塑性模型的理論假設(shè),對(duì)滾珠絲杠副彈塑性接觸進(jìn)行了建模,計(jì)算了滾珠絲杠副實(shí)例的彈塑性接觸。同時(shí)應(yīng)用有限元法對(duì)該滾珠絲杠副的彈塑性接觸進(jìn)行了分析,得出了應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律。通過(guò)比照兩者的計(jì)算結(jié)果,表明了彈塑性接觸模型的正確性,同時(shí)也為滾動(dòng)阻力的計(jì)算提供理論依據(jù)。 由滾珠絲杠副滾珠與滾道面的彈塑性變形情況,建立了工作滾珠在強(qiáng)過(guò)載下全新的受力模型。應(yīng)用彈塑性接觸模型,推導(dǎo)出滾珠與滾道面接觸處的單位接觸應(yīng)力理論公式,由此再采用曲面積分計(jì)算,導(dǎo)出受力模型中的滾動(dòng)阻力。根據(jù)強(qiáng)過(guò)載下滾珠絲杠副的承載特性及滾道面的彈塑性變形,提出了在強(qiáng)過(guò)載下滾珠絲杠副五種失效模式：即滾珠破裂、絲杠斷裂、微裂紋、滾珠卡死和滾道面振紋,得出失效破壞的判定準(zhǔn)則,揭示了強(qiáng)過(guò)載下滾珠絲杠副滾珠與絲桿的失效破壞機(jī)理。最后結(jié)合實(shí)例,應(yīng)用MATLAB對(duì)滾珠絲杠副失效進(jìn)行了定量化數(shù)值計(jì)算。 根據(jù)強(qiáng)過(guò)載下內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副返向器的失效破壞模式,發(fā)現(xiàn)滾珠回珠曲線曲率的連續(xù)性對(duì)返向器失效破壞起決定性的作用。為改善滾珠的流暢性,引入加工誤差,推導(dǎo)出正弦螺旋回珠曲線的理論方程,并且證明該回珠曲線曲率連續(xù)變化規(guī)律。最后應(yīng)用MATLAB對(duì)滾珠絲杠副回珠曲線各特征點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算,并應(yīng)用包絡(luò)線法生成了返向器回珠槽。
【圖文】：

2滾珠絲杠副基本結(jié)構(gòu)型式及其預(yù)緊2.1滾珠絲杠副的工作原理如圖2.1所示，滾珠絲杠副作為一種新型式的滾珠螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是由四部分組成:螺母、絲桿、滾珠(鋼球)和回珠返向器。滾珠絲杠副是在絲桿與螺母中間放入若干個(gè)滾珠，將滾珠作為滾動(dòng)的中介，憑借于滾珠回珠返向器，，使?jié)L珠形成可在閉合回路中反復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)的滾珠鏈，從而實(shí)現(xiàn)螺旋傳動(dòng)的功能。滾珠絲桿副是用鋼球與滾道面的滾動(dòng)摩擦來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)絲桿副中的滑動(dòng)摩擦。其作用為:將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠副的工作原理川:如圖2.1所示，當(dāng)絲杠(或是螺母)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠將在閉合的回路中形成滾珠鏈并作反復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，使得螺母(或是絲杠)作直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)絲杠(或是螺母)作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠也將在閉合的回路中形成滾珠鏈并作反復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)

其曲線圖如圖3.7所示。在加載的過(guò)程中滾珠絲杠副接觸處發(fā)生屈服時(shí)的接觸力為158N。發(fā)生屈服后接觸力與變形量的關(guān)系曲線為塑性加載曲線，此塑性加載曲線為彈性加載曲線在接觸力為158N處的切線。滾珠絲杠副卸載后滾珠和滾道面的塑性變形量為占，一0.OO032mm，
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TH136

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王紅軍;陳佳鑫;黃國(guó)鋼;鄒湘軍;;基于多領(lǐng)域統(tǒng)一建模的伺服壓力機(jī)仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2013年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張陳靈;高承載工況下滾珠絲杠副的接觸變形與剛度分析[D];南京理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2522808