本文關鍵詞：高速滾珠絲杠副動力學性能仿真及結構優(yōu)化

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【摘要】：作為數控機床的關鍵功能部件,滾珠絲杠副在直線驅動過程中,具有振動小、噪聲低、運行平穩(wěn)和可靠性高的優(yōu)點,能夠滿足數控加工較高的動態(tài)特性和隨動性能要求。加工制造業(yè)高速化的發(fā)展,使得數控機床、加工中心等基礎制造裝備進給驅動速度不斷提高,對滾珠絲杠副的速度特性提出了新的要求。滾珠絲杠副通過滾珠實現由轉動到直線運動的轉化的機械傳動,機械傳動過程較為復雜,在定位精度、驅動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)滾動的安全轉速,用dN值表示,當絲杠轉速超過臨界dN值時,會帶來運動平穩(wěn)性變差,摩擦力矩急劇增大、振動、噪聲和由于摩擦引起的溫升等問題。為適應高速切削加工的要求,如何進一步提高dN值,改善滾珠絲杠副的動力學性能成為制約滾珠絲杠副發(fā)展的關鍵。 本文應用接觸理論、動力學理論以及ADAMS仿真軟件,通過動力學仿真和實驗分析,研究滾珠在工作滾道和返向器中的受力和運動特性以及滾珠絲杠副的動力學性能影響因素,研究內容主要包括： 1)應用Hertz接觸理論,分析了滾珠在螺旋滾道中的接觸應力分布及接觸變形,并探討了接觸變形對滾珠絲杠副實際接觸角的影響,最后討論了多體動力學仿真ADAMS接觸模型和滾珠實際接觸的差異。 2)應用動力學理論,分析了滾珠在工作軌道中的運動特性,探討各結構參數對滾珠楔緊效應和滑移運動的影響,最后建立的滾珠絲杠副的動力學仿真模型。 3)應用多體動力學仿真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估比較方法,分析了螺旋滾道截型參數、滾道制造誤差以及返向器安裝誤差對滾珠絲杠副動力學性能的影響。 4)考慮滾珠絲杠副與滾動軸承的差異,建立了滾珠絲杠副傳動效率的數學模型,討論了滾珠絲杠副接觸角、螺旋升角和當量摩擦系數對傳動效率的影響。然后通過振動特性分析,研究滾珠絲杠副的磨損對滾珠絲杠副動力學性能的影響,為故障診斷提供依據。
【關鍵詞】：滾珠絲杠副 動力學性能仿真 摩擦力矩 效率 磨損
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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 滾珠絲杠副動力學性能的國內外研究現狀12-13
• 1.2.1 國外研究現狀12-13
• 1.2.2 國內研究現狀13
• 1.3 課題研究目的和內容13-15
• 1.3.1 研究目的13-14
• 1.3.2 研究內容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力和接觸變形15-17
• 2.2.2 滾珠在返向器中的碰撞接觸時間17-18
• 2.3 ADAMS接觸和滾珠實際接觸的差異18-20
• 2.3.1 ADAMS接觸理論18-20
• 2.3.2 ADAMS接觸理論與滾珠實際接觸的差異20
• 2.4 本章小結20-21
• 第三章 滾珠絲杠副動力學性能分析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22-23
• 3.2.2 滑移特性23-25
• 3.3 動力學理論模型25-27
• 3.4 動力學建模仿真27-30
• 3.5 本章小結30-31
• 第四章 滾珠絲杠副動力學仿真和結構優(yōu)化31-44
• 4.1 概述31
• 4.2 摩擦力矩組成31
• 4.3 摩擦力矩柔順性評估方法31-33
• 4.4 螺旋滾道型面參數對摩擦力矩的影響33-38
• 4.4.1 仿真實驗設計33-34
• 4.4.2 仿真結果分析34-35
• 4.4.3 實驗分析35-38
• 4.5 螺旋滾道誤差對摩擦力矩的影響38-41
• 4.5.1 仿真實驗設計38-39
• 4.5.2 仿真結果分析39-41
• 4.6 返向器裝配誤差對摩擦力矩的影響41-43
• 4.6.1 仿真實驗設計41-42
• 4.6.2 仿真結果分析42-43
• 4.7 本章小結43-44
• 第五章 滾珠絲杠副傳動效率及磨損分析44-56
• 5.1 概述44
• 5.2 滾珠絲杠副傳動效率分析44-47
• 5.2.1 滾珠絲杠副正傳動效率44-45
• 5.2.2 滾珠絲杠副逆?zhèn)鲃有?/span>45-46
• 5.2.3 滾珠絲杠副效率與結構參數的關系46-47
• 5.3 滾珠絲杠副磨損分析47-55
• 5.3.1 振動信號的特征參數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55-56
• 第六章 總結與展望56-58
• 6.1 全文總結56-57
• 6.2 工作展望57-58
• 參考文獻58-61
• 致謝61-62
• 攻讀碩士學位期間發(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】

中國期刊全文數據庫 前9條

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本文編號：605199