發(fā)布時間：2020-12-09 18:19

　　隨著航空航天和船舶行業(yè)的發(fā)展,各類工業(yè)產(chǎn)品對機(jī)床的要求也變得越來越高,而滾珠絲杠副因其高精度、高效率以及高剛度的特點,通常是高速數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的主要執(zhí)行部件,其性能直接影響機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)和加工精度。機(jī)床在運(yùn)行的過程中,滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)中的接觸區(qū)域會產(chǎn)生大量的熱,這些熱如果無法及時散去,就會導(dǎo)致進(jìn)給系統(tǒng)中機(jī)械部件溫度的上升,從而引起熱變形,而熱變形是影響絲杠精度的主要因素,因此,研究滾珠絲杠的熱特性有利于提高機(jī)床的加工精度,對降低機(jī)床的加工誤差有著重要的意義。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,通過查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料及調(diào)研實習(xí),認(rèn)識不同的滾珠絲杠副系統(tǒng),了解它的工作原理及組成,并分析引起絲杠溫度變化的因素,以熱力學(xué)理論為基礎(chǔ),進(jìn)行理論建模。其次,在Pro/E軟件中建立并簡化空心滾珠絲杠系統(tǒng)的三維模型,然后將其導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行仿真分析,得到空心絲杠的溫度場以及空心絲杠和螺母隨時間的溫度變化情況,通過分析空心絲杠的溫度和變形,討論不同工況及不同冷卻策略對空心滾珠絲杠系統(tǒng)精度的影響,為空心絲杠的冷卻策略及工況選擇提供理論依據(jù)。最后,以漢江機(jī)床廠提供的滾珠絲杠副為實驗對象,在HJS64絲杠強(qiáng)... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡圖

進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

高速數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠系統(tǒng)熱特性研究10圖2.2空心滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)2.1空心滾珠絲杠系統(tǒng)生熱理論建模對空心滾珠絲杠系統(tǒng)進(jìn)行生熱理論建模，首先要了解它的熱源，引起空心絲杠溫度上升的熱源主要有三個：空心絲杠兩端軸承的旋轉(zhuǎn)摩擦生熱、空心絲杠與螺母的旋轉(zhuǎn)摩擦生熱、電動機(jī)功率損耗生熱[52]。接下來分析各個熱源的熱傳導(dǎo)途徑：軸承產(chǎn)生的熱量通過內(nèi)圈傳遞到空心絲杠兩端，引起空心絲杠的熱變形；絲杠螺母副產(chǎn)生的熱量通過螺母的移動傳遞到空心絲杠各處，引起空心絲杠的熱變形；電機(jī)產(chǎn)生的熱量通過聯(lián)軸器傳遞到空心絲杠上面，引起空心絲杠的熱變形。最后以熱力學(xué)理論為基礎(chǔ)，計算各個熱源生熱量的大校2.1.1軸承生熱建模軸承在進(jìn)給系統(tǒng)中起支撐和固定空心絲杠的作用，用來控制空心絲杠軸向和徑向的運(yùn)動，軸承的熱量主要通過摩擦產(chǎn)生，生熱量的大小與轉(zhuǎn)速和摩擦力矩有關(guān)，其生熱量的大小可由下式計算[53]：Q1047.0nM(2.1)式中：M——軸承的摩擦力矩，N·mn——軸承轉(zhuǎn)速，r/min軸承的摩擦力矩受轉(zhuǎn)速、潤滑劑等多種因素的影響[54]，因此在計算它的大小時必須進(jìn)行綜合的考慮，通過查閱文獻(xiàn)資料，軸承摩擦力矩的大小可由下式計算[55]：10MMM(2.2)式中：0M——與軸承的類型、轉(zhuǎn)速以及所用潤滑油性質(zhì)有關(guān)的摩擦力矩，N·m1M——與軸承所受負(fù)荷有關(guān)的摩擦力矩，N·mM0反映了潤滑劑流體動力損耗，計算公式如下：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]鏜銑加工中心進(jìn)給系統(tǒng)熱誤差檢測實驗研究[J]. 孫軍,郎姝,孔碧溪.  組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2017(10)

碩士論文
[1]高速滾珠絲桿副機(jī)械特性分析[D]. 宗帥.青海大學(xué) 2016
[2]數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)關(guān)鍵功能部件的熱特性研究[D]. 李虎.東北大學(xué) 2014
[3]重型數(shù)控落地銑鏜床熱特性研究及優(yōu)化設(shè)計[D]. 李俊杰.電子科技大學(xué) 2014
[4]龍門加工中心進(jìn)給系統(tǒng)溫度場與熱變形研究[D]. 劉寶俊.南京航空航天大學(xué) 2013
[5]高速滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)動態(tài)性能檢測與熱特性研究[D]. 陳禎.蘭州理工大學(xué) 2012
[6]機(jī)床滾珠絲杠系統(tǒng)熱特性分析及其熱變形補(bǔ)償[D]. 何震.西南交通大學(xué) 2009
[7]機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)熱態(tài)特性的數(shù)值仿真研究[D]. 郭學(xué)祥.華中科技大學(xué) 2007



本文編號：2907283