精密滚珠丝杠副

近几年对滚珠丝杠的技术要求和公差的要求更高了。主要是因为大多.数汽车制造厂和关键零件的生产厂都希望提高产量和更快的节拍。一些机床制造厂正在用更快的移动速度来回答这些要求,以便发挥今天高速主轴和新刀具技术的全部优势。但移动速度更快就需要制造精密的滚珠丝杠,而这对要保持超前对策的滚珠丝杠生产厂就意味着不一定总只是单一的加工。     

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。     

精密滚珠丝杠副的润滑问题研究

首先对滚珠丝杠副的两种通用润滑方式的润滑效果进行了分析计算研究:对于滴油润滑,基于Hamrock-Dowson公式,计算分析了最小油膜厚度随丝杠转速的变化情况,使用膜厚比计算判定,滚珠丝杠副在该方式下的润滑属于边界润滑;对于脂润滑,通过研究滚珠对丝杠的运动及几何关系,计算分析了滚珠速度随丝杠转速的变化情况,计算结果表明,滚珠丝杠副在该润滑方式下易导致较大温升。为改进上述两种润滑方式的不足,提出一种动态涂覆式脂润滑方式以适应高速滚珠丝杠副的润滑需要,并通过摩擦力矩平稳性实验和温升实验研究,证明了所提出的动态涂覆式脂润滑方式的润滑效果要优于滴油润滑。     

精密滚珠丝杠螺母副预紧的方法

滚珠丝杠是目前世界上应用最广泛的一种传动形式，它能把旋转运动转化为直线运动，具有传动效率高、启动力矩小、传动灵敏平稳、工作寿命长等优点。但是由于制造和装配的误差，滚珠丝杠副总是存在间隙的，同时，滚珠丝杠在轴向载荷的作用下，滚珠和螺纹滚道接触部位会产生弹性变形。所以，当滚珠丝杠反向转动时，就会产生空程误差，从而降低了滚珠丝杠副的轴向刚度，影响滚球丝杠的传动精度。通常采用施加预紧力的方法提高滚珠丝杠的轴向刚度和传动精度。通过施加预紧力，可以保证丝杠、滚珠和螺母之间没有间隙，而且，可以将整个螺母丝杠副…     

滚珠丝杠副静力学特性分析

以赫兹接触理论为基础,考虑螺旋角的影响,通过遍历法计算量纲为1的接触位移,建立滚珠丝杠副轴向接触变形与刚度的数学模型.计算结果表明:双螺母滚珠丝杠副的轴向接触变形量比单螺母的减小60％,刚度提高80％,增大螺旋角,有利于提高机床进给系统的定位精度.     

精密滚珠丝杠副伺服加载试验台设计

针对伺服传动系统中的精密滚珠丝杠副,设计出基于FCS多通道协调加载系统的伺服加载试验台,利用该试验台可测试精密滚珠丝杠副的多变载荷承载能力、轴向刚度、传动效率和启动力矩等性能,为用户提供准确可靠的检测报告.机械结构、多通道数据采集系统、电动机控制模块,是伺服加载试验台的关键部件.     

精密滚珠丝杠副的选用计算

本文介绍了国际公认的滚珠丝杠常用的计算公式，并对精度的选择作了浓缩和整理，可供设计滚蛛丝杠及选用时参考。     

滚珠丝杠副的使用与保养

滚珠丝杠副的使用与保养西北机器厂牛涛随着我国数控机床及其它自动控制设备的广泛应用，作为高效节能、精密传动的滚珠丝杠副使用也越来越多。正确使用及保养它也是常遇到的事情。在各种机械设备中，安装滚珠丝杠副，须注意以下事项：（１）滚珠丝杠副属精密传动装置，必...     

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。     

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。     

滚珠丝杠副非协调性接触特性研究

滚珠丝杠副中滚珠与丝杠滚道和螺母滚道的接触是一种典型的非协调性接触,这种接触的特性对滚珠丝杠副的承载能力、传动效率和定位精度等都有着重要的影响。为此,采用Hertz接触理论建立了滚珠丝杠副轴向接触刚度的求解公式,然后从滚珠丝杠副轴向负载、设计参数和材料属性等方面分析了滚珠丝杠副的接触特性,最后运用有限元分析软件ANSYS对滚珠与丝杠滚道的接触进行仿真,仿真结果与理论结果非常相近,从而验证了理论分析的正确性。研究结果为高速、重载和精密滚珠丝杠副的设计与使用提供了理论指导。     

滚珠丝杠副中滚珠与返向器的碰撞研究

根据赫兹接触模型和经典碰撞理论,并考虑返向器与螺母的固连关系,建立了滚珠与返向器碰撞接触的力学模型,导出了碰撞力公式,并在考虑弹性恢复系数的基础上推导出了碰撞接触时间公式。设计专门的试验装置对碰撞接触的时间进行了测试,测试结果表明,新建立的模型比现有文献的模型更符合实际情况。在试验的基础上,利用数值模拟方法分析了碰撞角度、结构参数和材料参数等因素对碰撞力的影响。     

精密滚珠丝杠副摩擦力矩波动的分析与测试

根据Hertz接触理论关于点接触模型的描述,对滚珠丝杠的摩擦力矩进行了分析推导,研究了滚珠进出滚道的摩擦力作用方式对丝杠摩擦力矩的影响,分析结果表明:滚珠进出滚道时摩擦力的改变是摩擦力矩波动的主要原因,滚珠丝杠预紧力对滚珠接触力的影响是摩擦力矩波动的决定性因素。试验测试表明:丝杠摩擦力矩与丝杠转速成正比,摩擦力矩波动的频率与滚珠进出滚道的频率一致,说明了所提出分析方法及理论的正确性。     

考虑热弹流润滑作用的滚珠丝杠副摩擦力矩建模与分析

针对以往研究中滚珠丝杠副摩擦力矩计算方法中未考虑润滑作用对其影响,或未考虑接触弹性滞后效应以及滑移摩擦效应对其影响的情况。首先基于单个滚珠接触效应建立其热弹流润滑方程;然后在考虑润滑效应的基础上建立其黏性摩擦力、弹性滞后摩擦力及滑移摩擦力方程;最后提出一种基于全滚珠载荷分布与热弹流润滑耦合的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型,建立了预紧力、转速与摩擦力矩之间的耦合关系。试验结果表明,当预紧力从1 kN变化到6 kN,在滚珠丝杠低转速(100 r/min)时,摩擦因数变化范围为0.005 6～0.006 5。随转速的提髙摩擦因数升高且变化量逐渐增大,说明国际标准DIN ISO3408-3:2006中将滚珠丝杠副空载摩擦力矩测量速度定为100 r/min具有合理性,验证了所提出的摩擦力矩计算方法的准确性。     

滚珠丝杠舵机应用问题研究

针对导弹用滚珠丝杠舵机,以提高可靠性,减小结构尺寸为原则,对舵机结构进行设计与分析。首先,为提高系统可靠性,选用内循环式滚珠丝杠副作为传动元件。其次,在分析传动间隙产生原因的基础上,对丝杠采用两端支撑的方式,提高了系统支撑刚度、减小轴向间隙;并采用等强度原理对丝杠连接方式进行设计,计算结果在结构最小情况下满足强度要求。最后,对舵机关键部件进行分析,推导出丝杠驱动力矩、传动比和空心轴孔径的精确计算公式,并对螺母连接方式进行设计。结果表明,对滚珠丝杠舵机设计提供了一定的理论指导。     

滚珠丝杠-螺母副结合部轴向动态特性参数测试与分析

为了获得滚珠丝杠-螺母副结合面轴向动态特性参数,建立了滚珠丝杠-螺母副滚动结合面轴向动力学参数识别模型并研发了测试平台,分析了不同丝杠结构尺寸参数对丝杠轴向动态刚度的影响规律。实验结果表明,丝杠直径、导程、螺旋升角、工作圈数的增大均可提高其轴向动态刚度,而丝杠装配过程中的预拉伸所产生的轴向应变量会减小丝杠结合面轴向动态刚度。最后建立了滚珠丝杠-螺母副结合面轴向动态刚度神经网络预测模型,预测结果表明计算刚度与实测值相差不超过8%。     

滚珠丝杠副载荷分布与轴向刚度分析

基于赫兹接触理论,建立了相邻滚珠间接触变形的相互关系,并考虑滚珠丝杠副支承形式、载荷条件和螺母间相互耦合的影响,建立单螺母和双螺母滚珠载荷分布的数学模型,以双螺母垫片预紧滚珠丝杠副为例进行了计算和分析。研究结果表明不同支承形式和载荷条件下的滚珠载荷分布不同,并给出了根据轴向载荷的大小和方向确定支承形式和轴向载荷作用点的方法。     

滚珠丝杠副载荷分布情况研究

滚珠丝杠副受外载荷作用时滚珠的受力是比较复杂的,但目前在研究滚珠丝杠副滚珠受力时都是简单地按照均载来分析,这与实际的载荷分布情况有较大的偏差。建立一个变形协调条件下的滚珠丝杠副载荷分布的模型,并分析了几何误差对滚珠受载的影响。     

精密丝杠副摩擦力矩波动及滚珠冲击的试验研究

为了研究滚珠丝杠副摩擦力矩波动及滚珠冲击的影响因素,对不同型号的丝杠摩擦力矩波动与滚珠的冲击响应进行了测试分析,结果表明:摩擦力矩的波动频率与滚珠对返向器的冲击频率之间存在频率相等、相位滞后的对应关系;丝杆转速的増大使得返向器内前后滚珠间速度差减小,滚珠进出滚道的加速度冲击响应与丝杠转速呈相反趋势;预紧力的大小对丝杠的冲击有较大的影响。