【摘要】：論文以精密滾珠絲杠副為研究對象,考慮了航天工況的特殊性,對精密滾珠絲杠副的承載、失效以及破壞機理進行了研究。在強過載下滾珠絲杠副的失效破壞不同于常態(tài),文中對強過載下滾珠絲杠副的承載與破壞進行了理論研究。 由于赫茲接觸理論只適用于彈性范圍內(nèi),文中針對這一缺點首先利用理想彈塑性模型的理論假設(shè),對滾珠絲杠副彈塑性接觸進行了建模,計算了滾珠絲杠副實例的彈塑性接觸。同時應(yīng)用有限元法對該滾珠絲杠副的彈塑性接觸進行了分析,得出了應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律。通過比照兩者的計算結(jié)果,表明了彈塑性接觸模型的正確性,同時也為滾動阻力的計算提供理論依據(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過載下全新的受力模型。應(yīng)用彈塑性接觸模型,推導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算,導出受力模型中的滾動阻力。根據(jù)強過載下滾珠絲杠副的承載特性及滾道面的彈塑性變形,提出了在強過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則,揭示了強過載下滾珠絲杠副滾珠與絲桿的失效破壞機理。最后結(jié)合實例,應(yīng)用MATLAB對滾珠絲杠副失效進行了定量化數(shù)值計算。 根據(jù)強過載下內(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對滾珠絲杠副回珠曲線各特征點進行了設(shè)計計算,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機構(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滾珠，將滾珠作為滾動的中介，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循環(huán)運動的滾珠鏈，從而實現(xiàn)螺旋傳動的功能。滾珠絲桿副是用鋼球與滾道面的滾動摩擦來代替?zhèn)鹘y(tǒng)絲桿副中的滑動摩擦。其作用為:將直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動或者是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。滾珠絲杠副的工作原理川:如圖2.1所示，當絲杠(或是螺母)作旋轉(zhuǎn)運動時，滾珠將在閉合的回路中形成滾珠鏈并作反復循環(huán)運動，使得螺母(或是絲杠)作直線運動;當絲杠(或是螺母)作直線運動時，滾珠也將在閉合的回路中形成滾珠鏈并作反復循環(huán)運動

其曲線圖如圖3.7所示。在加載的過程中滾珠絲杠副接觸處發(fā)生屈服時的接觸力為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，
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH136

【引證文獻】

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

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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;2013年

本文編號：2522808