本文關(guān)鍵詞：高速滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)性能仿真及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 滾珠絲杠副 動(dòng)力學(xué)性能仿真 摩擦力矩 效率 磨損

【摘要】：作為數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵功能部件,滾珠絲杠副在直線驅(qū)動(dòng)過(guò)程中,具有振動(dòng)小、噪聲低、運(yùn)行平穩(wěn)和可靠性高的優(yōu)點(diǎn),能夠滿足數(shù)控加工較高的動(dòng)態(tài)特性和隨動(dòng)性能要求。加工制造業(yè)高速化的發(fā)展,使得數(shù)控機(jī)床、加工中心等基礎(chǔ)制造裝備進(jìn)給驅(qū)動(dòng)速度不斷提高,對(duì)滾珠絲杠副的速度特性提出了新的要求。滾珠絲杠副通過(guò)滾珠實(shí)現(xiàn)由轉(zhuǎn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化的機(jī)械傳動(dòng),機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程較為復(fù)雜,在定位精度、驅(qū)動(dòng)速度和加速度等方面有一定的物理極限,即滾珠在螺旋滾道和返向器中循環(huán)滾動(dòng)的安全轉(zhuǎn)速,用dN值表示,當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)速超過(guò)臨界dN值時(shí),會(huì)帶來(lái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性變差,摩擦力矩急劇增大、振動(dòng)、噪聲和由于摩擦引起的溫升等問(wèn)題。為適應(yīng)高速切削加工的要求,如何進(jìn)一步提高dN值,改善滾珠絲杠副的動(dòng)力學(xué)性能成為制約滾珠絲杠副發(fā)展的關(guān)鍵。 本文應(yīng)用接觸理論、動(dòng)力學(xué)理論以及ADAMS仿真軟件,通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真和實(shí)驗(yàn)分析,研究滾珠在工作滾道和返向器中的受力和運(yùn)動(dòng)特性以及滾珠絲杠副的動(dòng)力學(xué)性能影響因素,研究?jī)?nèi)容主要包括： 1)應(yīng)用Hertz接觸理論,分析了滾珠在螺旋滾道中的接觸應(yīng)力分布及接觸變形,并探討了接觸變形對(duì)滾珠絲杠副實(shí)際接觸角的影響,最后討論了多體動(dòng)力學(xué)仿真ADAMS接觸模型和滾珠實(shí)際接觸的差異。 2)應(yīng)用動(dòng)力學(xué)理論,分析了滾珠在工作軌道中的運(yùn)動(dòng)特性,探討各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)滾珠楔緊效應(yīng)和滑移運(yùn)動(dòng)的影響,最后建立的滾珠絲杠副的動(dòng)力學(xué)仿真模型。 3)應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)仿真ADAMS,研究滾珠絲杠副摩擦力矩的組成,建立了滾珠絲杠副的柔順性評(píng)估比較方法,分析了螺旋滾道截型參數(shù)、滾道制造誤差以及返向器安裝誤差對(duì)滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)性能的影響。 4)考慮滾珠絲杠副與滾動(dòng)軸承的差異,建立了滾珠絲杠副傳動(dòng)效率的數(shù)學(xué)模型,討論了滾珠絲杠副接觸角、螺旋升角和當(dāng)量摩擦系數(shù)對(duì)傳動(dòng)效率的影響。然后通過(guò)振動(dòng)特性分析,研究滾珠絲杠副的磨損對(duì)滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)性能的影響,為故障診斷提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：滾珠絲杠副 動(dòng)力學(xué)性能仿真 摩擦力矩 效率 磨損
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TG659;TH113
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景及意義10-12
• 1.2 滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)性能的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13
• 1.3 課題研究目的和內(nèi)容13-15
• 1.3.1 研究目的13-14
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容14-15
• 第二章 滾珠絲杠副接觸特性分析15-21
• 2.1 概述15
• 2.2 彈性接觸變形15-18
• 2.2.1 滾珠絲杠副的接觸應(yīng)力和接觸變形15-17
• 2.2.2 滾珠在返向器中的碰撞接觸時(shí)間17-18
• 2.3 ADAMS接觸和滾珠實(shí)際接觸的差異18-20
• 2.3.1 ADAMS接觸理論18-20
• 2.3.2 ADAMS接觸理論與滾珠實(shí)際接觸的差異20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)性能分析21-31
• 3.1 概述21
• 3.2 滾珠絲杠副的摩擦分析21-25
• 3.2.1 楔緊效應(yīng)22-23
• 3.2.2 滑移特性23-25
• 3.3 動(dòng)力學(xué)理論模型25-27
• 3.4 動(dòng)力學(xué)建模仿真27-30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 第四章 滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)仿真和結(jié)構(gòu)優(yōu)化31-44
• 4.1 概述31
• 4.2 摩擦力矩組成31
• 4.3 摩擦力矩柔順性評(píng)估方法31-33
• 4.4 螺旋滾道型面參數(shù)對(duì)摩擦力矩的影響33-38
• 4.4.1 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)33-34
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析34-35
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)分析35-38
• 4.5 螺旋滾道誤差對(duì)摩擦力矩的影響38-41
• 4.5.1 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)38-39
• 4.5.2 仿真結(jié)果分析39-41
• 4.6 返向器裝配誤差對(duì)摩擦力矩的影響41-43
• 4.6.1 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)41-42
• 4.6.2 仿真結(jié)果分析42-43
• 4.7 本章小結(jié)43-44
• 第五章 滾珠絲杠副傳動(dòng)效率及磨損分析44-56
• 5.1 概述44
• 5.2 滾珠絲杠副傳動(dòng)效率分析44-47
• 5.2.1 滾珠絲杠副正傳動(dòng)效率44-45
• 5.2.2 滾珠絲杠副逆?zhèn)鲃?dòng)效率45-46
• 5.2.3 滾珠絲杠副效率與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系46-47
• 5.3 滾珠絲杠副磨損分析47-55
• 5.3.1 振動(dòng)信號(hào)的特征參數(shù)47-49
• 5.3.2 絲杠、螺母的磨損分析49-50
• 5.3.3 返向器的磨損分析50-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 全文總結(jié)56-57
• 6.2 工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況62
• 發(fā)表論文62
• 參與課題62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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7 劉曉慧;宋現(xiàn)春;;滾珠絲杠副摩擦力矩影響因素及測(cè)試方法研究[J];工具技術(shù);2006年06期

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9 馬志圣;滾珠絲杠中回珠器的幾何結(jié)構(gòu)[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí);1978年03期

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本文編號(hào)：605199