预紧力对滚珠丝杠副摩擦力矩波动的影响分析及试验

基于预紧力下的滚珠丝杠副滚珠及螺母滚道的模型,提出了滚珠丝杠副滚珠进出滚道的受力分析方法,推导出了滚珠丝杠摩擦阻力矩波动的计算模型,并进一步分析了丝杠各参数对滚珠丝杠副摩擦阻力矩的影响;试验结果表明,随着预紧力增大滚珠丝杠副的摩擦阻力矩波动也随着增大,波动频率对应于滚珠进出滚道的频率。     

滚珠丝杠副临界转速研究

针对高端装备制造业对滚珠丝杠副转速不断增长的要求,研究了滚珠丝杠副临界转速问题。基于转子动力学理论,根据滚珠丝杠副的运行机理,建立了滚珠丝杠副轴系单元力学模型,运用分布质量模型的Riccati传递函数矩阵法,展开对滚珠丝杠副临界转速问题的研究,进而得出滚珠丝杠副在高速运转过程中,临界转速随螺母移动变化情况。     

滚珠丝杠副可靠性试验设备和试验方法研究

滚珠丝杠副作为数控机床机械传动与定位的首选部件,其可靠性影响着系统的正常工作。通过分析滚珠丝杠副可靠性包含的相关内容,总结滚珠丝杠副的主要失效类型,自主设计了滚珠丝杠副可靠性试验台,介绍了各影响因素的测量方法,提出了滚珠丝杠副可靠性试验方法和评估方法。     

面向双圆弧滚珠丝杠副装配的计算机辅助设计

滚珠丝杠零件的选配必须依据最优接触角理论,即使装配后的滚珠丝杠副内的滚珠与滚道的接触角达到最优值。目前的接触角计算模型限定条件太窄,且需要试算方法,计算量大且计算效率低,针对这一问题,结合实际的滚珠丝杠副装配工艺,考虑滚珠丝杠副滚道的截型磨削误差等因素,基于通用的滚珠丝杠副弹性接触角的计算模型,使用MATLAB GUI设计了滚珠丝杠副辅助装配软件,能够根据不同的装配方式及所提供的参数给出选配后滚珠丝杠副的弹性接触角值,并直接选配相应的丝杠、螺母或滚珠,极大地提高了滚珠丝杠副的装配精确度和效率。     

国外滚珠丝杠副技术发展动向

本文叙述了滚珠丝杠副的发展概况,国外当前滚珠丝杠副的结构、品种以及滚珠丝杠副制造工艺的进步。     

轴向载荷作用下滚珠丝杠副接触变形分析

依据弹塑性接触理论,考虑塑性变形对滚珠丝杠副接触变形的影响,对双螺母预紧的滚珠丝杠副进行了接触受力分析,利用赫兹接触理论、Mises屈服准则建立了滚珠丝杠副弹塑性接触变形的数学模型。以某一型号的滚珠丝杠副为例,分析了轴向工作载荷、螺旋升角及接触角对滚珠丝杠副接触特性的影响。分析结果表明,适当增大螺旋升角、接触角可以有效改善滚珠丝杠副传动性能,为新型滚珠丝杠副的高精度合理设计提供理论支撑。     

滚珠丝杠副发展及研究现状

首先介绍了滚珠丝杠副的起源与发展,指出了其工作特点,然后对目前滚珠丝杠副各性能的研究现状进行了归纳,对滚珠丝杠副的发展及研究现状进行了总结,最后对滚珠丝杠副未来的发展趋势进行了综述和展望,为未来对滚珠丝杠副的研究提供参考.     

高速精密滚珠丝杠副性能试验简介

为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的高速、高精度、高刚度、高寿命、高可靠性等的要求，研制开发了精密滚珠丝杠副综合性能试验台、高速精密滚珠丝杠副速度噪声试验台、精密滚珠丝杠副刚度试验台、精密滚珠丝杠副载荷试验台、精密滚珠丝杠副摩擦力矩测试仪等。利用该试验装置可对滚珠丝杠副的加速度、速度、温升、热位移、噪声、定位精度及重复定位精度、静刚度、静载荷及动载荷、摩擦力矩等性能参数进行测试，为产品改进及用户提供准确可靠的检测数据。     

滚珠丝杠副的发展趋势

早在 19世纪末就发明了滚珠丝杠副 ,但很长一段时间未能实际应用 ,因制造难度太大。世界上第一个使用滚珠丝杠副的是美国通用汽车公司萨吉诺分厂 ,它将滚珠丝杠副用于汽车的转向机构上。 194 0年 ,美国开始成批生产用于汽车转向机构的滚珠丝杠副 ,194 3年 ,滚珠丝杠副开始用于飞机上。精密螺纹磨床的出现使滚珠丝杠副在精度和性能上产生了较大的飞跃 ,随着数控机床和各种自动化设备的发展 ,促进了滚珠丝杠副的研究和生产。从 50年代开始 ,在工业发达的国家中 ,滚珠丝杠副生产厂家如雨后春笋般迅速出现 ,例如 :美国的 WARNER- BEAVER公…     

滚珠丝杠副传动轴向变形解析

以原有的滚珠丝杠副的轴向变形理论作为基础,制定滚珠丝杠副的轴向弹性接触变形相关模型,同时推导出轴向变形公式。本文以某型号的滚珠丝杠副轴为例,对有关参数造成滚珠丝杠的轴向变形量与滚珠丝杠副传动性的影响进行了分析。     

滚珠丝杠副性能指标的测试与研究

精度指标与性能指标是滚珠丝杠副两大指标,目前国产滚珠丝杠副普遍存在着性能指标落后精度指标.为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的要求,山东博特公司研制开发了多种滚珠丝杠副综合性能测量仪器,开展了滚珠丝杠副速度、加速度、温升、热位移、噪声、静刚度、摩擦力矩等性能指标的测量与研究.     

双螺母定位预紧滚珠丝杠副轴向接触刚度分析

提出一种新的滚珠丝杠副刚度分析方法,建立螺母所受轴向力与滚道正压力之间的关系,分析滚道接触点处的法向变形与螺母相对于丝杠的轴向位移之间的关系。综合考虑滚珠、螺母和丝杠滚道的几何参数,将接触角、公称半径以及螺旋升角作为未知量,建立滚珠丝杠副接触角模型。在此基础上,根据Hertzian接触理论建立了滚珠丝杠副的轴向刚度模型,该模型综合考虑了接触角的变化与滚道正压力之间的耦合关系。根据所建立的刚度模型分别研究了单螺母滚珠丝杠副和双螺母定位预紧滚珠丝杠副的刚度特性。研究结果表明,对于几何参数相同的滚珠丝杠副,在外加轴向力较小时双螺母预紧滚珠丝杠副的刚度明显大于单螺母滚珠丝杠副,随着外加轴向力的增大它们的刚度值逐渐趋近,最后达到相同;双螺母定位预紧滚珠丝杠副的预紧力越大,初始刚度值越大。     

高速精密滚珠丝杠副综合性能测试仪

为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的高速、高精度、高刚度、高寿命、高可靠性等的要求,山东济宁博特公司研制开发了精密滚珠丝杠副综合性能试验台、高速精密滚珠丝杠副速度噪声试验台、精密滚珠丝杠副刚度试验台、精密滚珠丝杠副载荷试验台、精密滚珠丝杠副摩擦力矩测试仪等。利用这些试验装置可对滚珠丝杠副的加速度、速度、温升、热位移、噪声、定位精度及重复定位精度、静刚度、静载荷及动载荷、摩擦力矩等性能参数进行测试,为产品改进及用户提供准确可靠的检测数据。文章主要介绍测试仪器的部分性能。     

基于Pro/E-ANSYS-Workbench滚珠丝杠副的建模与仿真分析

运用专业的三维建模软件Pro/E建立了滚珠丝杠副系统的零件装配模型,并通过ANSYS-Workbench有限元分析软件对建立的滚珠丝杠副装配模型进行静力结构有限元仿真分析,得出滚珠丝杠副滚珠、丝杠、螺母和滚珠丝杠副整机的等效应力图和等效应变图。结果表明,滚珠丝杠副的等效应力主要在于滚珠与滚道接触区域,且滚珠与滚道间的接触区域呈椭圆状分布,接触应变值由中心向外逐渐变小,符合赫兹接触理论。仿真结果证实了所建仿真模型的有效性,为滚珠丝杠副更好地向高速、高效和高精度的发展提供了基础,并为其优化设计提供了技术支持。     

基于短时傅里叶变换的滚珠丝杠副丝杠滚道故障定位研究

针对滚珠丝杠副丝杠滚道故障定位困难问题,对存在单一点蚀故障的滚珠丝杠副进行了研究,提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)的滚珠丝杠副丝杠滚道故障定位方法,通过理论分析确定了针对滚珠丝杠副振动信号STFT理想的窗函数及其参数。利用STFT分析了滚珠丝杠副仿真与实验振动加速度信号,根据丝杠滚道出现故障时的频率响应特性以及信号瞬时频率随时间的变化,以瞬时频率为特征确定了故障位置。仿真与实验研究结果对比表明,STFT时频分析方法能够用于有效地识别出滚珠丝杠副的故障位置。     

滚珠丝杠螺母副热态特性建模方法

以某外循环滚珠丝杠螺母副为研究对象，对其热态特性及其建模方法进行研究。在分析滚珠丝杠进给系统的热源和边界条件的基础上，建立了丝杠稳态温度分布的数学模型，并通过软件编程求解得到丝杠温度场和滚道的存在对丝杠稳态温度的影响；建立了考虑滚道影响的滚珠丝杠进给系统有限元分析模型，获得了滚珠丝杠进给系统稳态和瞬态热特性分析结果；最后通过滚珠丝杠螺母副热特性试验，获得了滚珠丝杠进给系统关键点的温度及其变化情况。研究结果表明：所建立的滚珠丝杠螺母副热特性分析数学模型可以较准确地获得滚珠丝杠的温度场，忽略滚道会使滚珠丝杠螺母副的温度场仿真结果产生15%～20%的误差。     

行星滚柱丝杠副的研究

介绍了行星滚柱丝杠副的结构及原理,并对滚珠丝杠副与滚柱丝杠副进行了比较,分析了影响滚柱丝杠副承载的因素和滚珠丝杠副的承载,列举了相应的应用领域。     

精密滚珠丝杠副的弹流润滑分析

从Hamrock-Dowson公式和滚珠丝杠副的接触参数出发,推导了滚珠丝杠副中最小油膜厚度的计算公式,利用数值计算方法,分析了丝杠转速、润滑油粘度和接触载荷等使用参数以及接触角、螺旋升角和曲率比等设计参数对最小油膜厚度的影响。对滚珠丝杠副的润滑状态进行了判别,计算分析表明,滚珠丝杠副的润滑属于边界润滑。讨论了改善滚珠丝杠副润滑状态的途径,分析认为,设计专用润滑脂润滑单元和提高滚道表面加工质量是改善润滑状态、提高滚珠丝杠副高速性能的主要途径。     

端塞式反向器的优化设计与研究

反向器的优劣直接影响到滚珠丝杠副的使用性能,而回珠曲线是影响滚珠丝杠副性能的关键因素。文中通过对反向器进行力学分析,得出一种新型的滚珠丝杠副反向器的回珠曲线,并对此设计曲线在ADAMS中进行仿真分析,对比分析优化前后端塞式滚珠丝杠副反向器的运动情况,结果表明优化后的多段圆弧式反向器与滚珠的碰撞力明显减小,大大提高了滚珠丝杠副反向器的流畅性。     

高速空心滚珠丝杠副动态性能试验平台的研发

为了研究空心滚珠丝杠副在高速运行状态下的性能状况,研发了一种用于测试高速空心滚珠丝杠副动态性能参数的试验平台。给出了高速滚珠丝杠副动态性能参数测试的实现过程,介绍了试验台机械系统和控制系统的设计方案。该实验平台由机械系统和测试系统两部分组成,选用空心滚珠丝杠副作为被测元件,利用LMS数据采集卡进行数据采集,可完成负载状态下滚珠丝杠副动态性能的在线实时检测。利用该试验平台可以对滚珠丝杠副的加速度、速度、温升、热位移、定位精度等动态性能参数进行测试,为空心滚珠丝杠产品性能的改进提供可靠的实验数据参考。