滚珠丝杠副滚动体自旋运动分析

滚珠丝杠副滚动体自转运动中包含自旋和纯滚动,滚动体的自旋运动造成滚动体滑动。利用角接触轴承旋滚比的概念和目前对滚珠丝杠副自旋运动的研究情况,采用运动分析的方法分析了丝杠公称直径、接触角和螺旋升角对滚珠丝杠副自旋运动的影响情况,为设计和选用滚珠丝杠副参数提供了参考。     

基于参数化分析的滚珠丝杠副轻量化设计

首先,以公称直径、钢球直径和循环圈数参数为设计变量,轴向额定静载荷、额定动载荷以及压杆稳定性为约束条件,建立参数化分析的数学模型;其次针对公称直径、钢球直径和循环圈数的设计参数,分析这些参数对减重变化的影响;最后,要考虑选取轻量的材料和加工工艺实现滚珠丝杠副轻量化设计。因此,本文进行的基于参数化分析的轻量化设计为滚珠丝杠副改进奠定了理论基础。     

滚珠丝杠在线检测及模糊PID补偿算法研究

为提高大型精密滚珠丝杠磨削精度及效率,将在线检测和误差补偿技术应用到丝杠磨削过程中.介绍了系统的构成和主要模块的工作原理,提出了在线综合动态测量及模糊PID补偿方法.开发了基于VC++的滚珠丝杠检测补偿软件,以型号60×06×420-P03R(公称直径mm×公称导程mm×螺纹长度mm-类型·标准公差等级·旋向)的丝杠螺...     

数控机床单双圆弧滚珠丝杠副的传动性能对比研究

为对比单双圆弧滚珠丝杠的传动性能,以单、双圆弧两种滚珠丝杠法面截型为研究对象,利用功能性对比法,将单、双圆弧两种滚珠丝杠进行了传动效率波动对比分析.得出:单圆弧滚珠丝杠比双圆弧滚珠丝杠传动效率波动范围更大.其中丝杠传动效率上升最快的区域在导程角为1°～5°的范围内,导程角平均每增加1°,丝杠的传动效率平均提升约4％.进行了单双圆弧丝杠所需驱动力矩对比分析.分析结果表明:单圆弧滚珠丝杠所需驱动力矩比双圆弧滚珠丝杠最大可节约33％.进行了丝杠的系统刚度分析.分析结果表明:在公称直径一定的情况下,滚珠丝杠滚珠列数越多,则轴向刚度越好.丝杠导程越大,则轴向刚度越差.最后得出结论:双圆弧滚珠丝杠的传动效率和轴向刚度要比单圆弧滚珠丝杠稳定,但需要的驱动力矩却要比单圆弧滚珠丝杠大.     

基于有限元法的横向载荷条件下丝杠升降机静强度分析

升降式输送机在输送起停过程中会产生惯性作用力,其作为横向载荷作用在丝杠升降机上,使得丝杠升降机中滚珠丝杠应力极值大幅度地提升。通过建立滚珠丝杠有限元模型,对滚珠丝杠在横向载荷条件下进行应力分析,得到滚珠丝杠的应力分布情况,提出了2种导向机构,以减小滚珠丝杠应力极值。实践表明,通过导向支承轮增加滚珠丝杠伸出端的支承,大大改善了丝杠升降机的受力状况并降低了其应力极值,对于提高丝杠升降机的工作寿命及升降式输送机的工作可靠性具有参考意义。     

五轴螺旋锥齿轮加工机床滚珠丝杠热分析

某五轴螺旋锥齿轮加工机床的实际加工精度远小于设计精度,初步判断滚珠丝杠系统热变形是影响高精度机床加工精度的主要原因之一。现提出滚珠丝杠系统热变形导致五轴螺旋锥齿轮加工机床精度低的假设,并通过有限元分析软件Workbench对其进行分析;设计四组有限元热分析对假设进行验证,研究了丝杠系统转速和水平竖直放置对机床热变形的影响,结果证实了假设的正确性。利用验证结果可进行机床结构优化以及指导相似机床设计。     

冷轧滾珠丝纤维光学杠坯径计算及工艺

一般螺纹的中径部处于螺纹牙型之内,而滚珠丝杠螺纹按其螺纹特有形式,它的中径是在螺杆牙型之外,即螺杆与螺母中间之滚珠中心连线上,因此滚珠丝杠的螺旋升角按滚珠丝杠公称直径来计算,冷轧滚珠丝杠的坯径就不能以公称直径来考虑。必须到螺杆牙型某一点去找,又因滚珠丝杠牙槽是圆弧形而其牙顶又是近似梯形,牙槽、牙峰分界处极不明显,必须用计算方法求出冷轧坯径。     

滚珠丝杠粗糙度和螺距误差影响因素的正交分析

针对表面粗糙度和螺距误差对滚珠丝杠性能的影响,通过正交试验对磨削过程中影响滚珠丝杠粗糙度和螺距误差的因素:砂轮转速、修整进给速度、丝杠转速、磨削深度进行试验探究,确定各因素对滚珠丝杠性能影响的主次顺序和最佳组合。研究发现,磨削过程中,粗糙度最小的工艺参数组合为砂轮转速1 144 r/min,修整进给速度208 mm/min,丝杠转速16 mm/min,切削深度2μm。以上参数影响滚珠丝杠表面平均粗糙度的主次顺序为:砂轮转速→修整进给速度→磨床丝杠转速→切削深度。螺距误差最小的工艺参数组合为砂轮转速1 144 r/min,修整进给速度208 mm/min,丝杠转速16 mm/min,切削深度1μm。以上参数影响滚珠丝杠螺距误差的主次顺序为丝杠转速→磨削深度→修整进给速度→砂轮转速。     

大型立式玻璃磨边机砂轮架模态分析

运用有限元法对NI-2500EG大型立式玻璃磨边机砂轮架进行建模,以COMBIN14弹簧阻尼单元模拟滚珠丝杠副、直线导轨副及丝枉轴承等结合部的动态特性,采用ANSYS软件进行模态分析,通过砂轮架前4阶固有频率及振型分析,表明砂轮架振动的薄弱环节是丝杠轴及直线导轨滑块安装板。对此,采取加大滚珠丝杠直径,对丝杠轴承、丝杠螺母副进行预紧及采用中、重预压型直线导轨副,加大导轨滑块安装板的厚度等措施,可显著提高砂轮架振动的固有频率,从而改善砂轮架的动态特性。研究结果对大型立式玻璃磨边机的结构设计及国产化．具有雷要的指导意义     

升降式输送机起动及制动阶段动态特性分析

由于升降式输送机在输送启停过程中会产生惯性作用力,其作为横向载荷作用在丝杠升降机上,使得丝杠升降机中滚珠丝杠应力极值大幅度提升,通过ADAMS软件建立升降式输送机虚拟样机模型,并对启停过程进行动态特性分析,得到启停时间对动态特性的变化规律,提出了导向支撑轮机构以减小丝杠升降机应力极值。实践表明,通过导向支撑轮增加丝杠升降机伸出端的支撑,大大改善其受力状况并降低其应力极值,对于延长升降机的工作寿命,提高其工作可靠性具有参考意义。     

滚珠丝杠沿滚道浸液淬火

我厂滚珠丝杠原用的中频淬火,采用外圆加热,喷液淬火法。处理螺距大于或等于16mm的滚珠丝杠时,齿尖达到淬火温度,齿底却加热不足,当齿底达到淬火温度时,齿尖则过热。若在2500 Hz电源设备上,采用沿滚道浸液淬火,因电源频率较低,热影响区大,加热后一齿,则前一齿有退火现象,达不到工艺要求。我厂在1978年购入一台 K6PS 100/8型可控硅中频电源,并自制了淬火机床,对大螺距的滚珠丝杠进行沿滚道浸液淬火实验。实验的滚珠丝杠长 3505 mm,螺纹外径 80 mm,长度1765mm,螺距 20 mm,钢球直径 12.7 mm,丝杠材料GGr 15,要求螺纹淬火硬度为 HRG58～62。…     

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。     

加工工件质量及安装位置对滚珠丝杠进给系统动态特性的影响

滚珠丝杠进给系统是数控机床的关键部件,其动态特性与运动精度紧密相关,对数控机床加工精度有重要影响。滚珠丝杠进给系统的动态特性具有明显的时变特征,为探究工件质量及放置位置对滚珠丝杠进给系统动态特性的影响规律,基于集中质量法构建了滚珠丝杠进给系统动力学模型,并利用有限元方法验证了模型精确度。基于所构建的动力学模型开展了工件质量及放置位置对滚珠丝杠进给系统动态特性的影响规律分析,构建了其响应面,结果显示,随着工件质量的增加,滚珠丝杠进给系统固有频率降低;工件位置离工作台重心越近,对系统固有频率影响越小。结果可用于实际加工过程中,指导工件的在工作台面的放置位置选择。     

滚珠螺旋副额定动负荷的影响因数研究

应用曲线图对滚珠螺旋副的基本额定动载荷进行了研究，直观的说明了在额定动载荷的计算中，导程、滚珠直径及滚珠螺旋副公称直径对基本额定动载荷的影响，为滚珠螺旋副的工程应用提供了参考。     

丝杠副动态综合精度的计算机辅助评定

根据最新精度标准,采用优化算法处理机床梯形螺纹丝杠和滚珠丝杠副的螺旋线动态测量误差,并对机床梯形螺纹丝杠的螺旋线轴向误差、螺距误差、螺距累积误差和滚珠丝杠副行程精度的四大指标进行精度自动验收。在自行研制的EMCD-Ⅱ误差测控仪上实现其梯形螺纹丝杠的螺旋线误差数据采集与验收。     

滚珠丝杠副的弯曲变形对传动精度的影响分析

滚珠丝杠是数控机床进给系统的关键元件之一,其变形将影响数控机床进给系统的定位精度。文中运用有限元分析方法,分析了滚柱丝杆副在自重作用下的弯曲变形对滚珠丝杠的轴向滞后量及螺距误差的影响,提出了减小变形和误差的对策。     

数控机床圆运动误差检测与分析

对数控机床的圆运动进行检测,分析了数控机床的各单项误差所引起的典型圆运动误差轨迹,并与实验进行对比.单项误差包括滚珠丝杠与螺母之间的间隙、滚珠丝杠的螺距误差以及控制系统的伺服响应滞后等.     

高速空心/实心滚珠丝杠螺母副热特性分析

滚珠丝杠作为机床伺服进给系统的重要部件,由螺母副摩擦热而引起的滚珠丝杠热变形降低了伺服进给系统的定位精度,在机床高速化发展的过程中,滚珠丝杠热变形成为其发展的瓶颈,采用通有冷却油的空心滚珠丝杠为解决这一问题提供了方法。通过理论计算螺母副摩擦热及热边界条件,运用ANSYS有限元分析软件将计算结果加载到同刚度的空心/实心滚珠丝杠上进行分析:首先对滚珠丝杠温升与载荷、温升与转速的关系进行分析,然后分析了冷却油的流速对滚珠丝杠温升的影响,最后对空心/实心滚珠丝杠变形进行了比较分析。分析表明:空心滚珠丝杠温升受到载荷和转速的影响更小;增加冷却油的流速增强对丝杠的冷却效果但却是有限的;空心滚珠丝杠有效的减小了螺母副摩擦热和热变形。     

滚珠丝杠系统的热特性建模与分析研究

在研究国内外的滚珠丝杠现状的基础上,进行了滚珠丝杠系统的热特性建模与分析研究。利用Pro／E软件得到滚珠丝杠的CAD模型,并导入ANSYS有限元分析软件中,通过热分析与结构分析,获得高速滚珠丝杠的温度场,并在此基础上分析了滚珠丝杠的热变形及热应变,确定滚珠丝杠的热位移,从而为滚珠丝杠的优化设计提供了参考。     

中日数控机床滚珠丝杠副精度等级标准差异现状分析

采用JIS B 1192—1997《日本工业标准题录：机械卷J51系列机床零部件部分》与我国GB/T 17587.3—1998《滚珠丝杠副第3部分：验收条件和验收检验》技术指标对比分析法,分析了两国对精密丝杠的3个检测项目：有效行程内允许行程变动量,任意300 mm行程内允许的行程变动量以及2π弧度内允许的行程变动量。分析结果表明：我国1级精度标准的精密丝杠比日本同级别的丝杠平均低1.4μm,我国滚珠丝杠公称直径在125～200 mm范围内缺少丝杠支撑轴径端面1级圆跳动精度标准,螺母外径在250～500 mm范围内缺少1级、2级精度圆跳动精度标准。我国目前尚缺少中大直径滚珠丝杠精度等级标准规范,依赖于国外标准。