数控机床滚珠丝杠副摩擦力矩研究进展

基于数控机床滚珠丝杠副摩擦力矩产生的机理,分析了组成摩擦力矩的各个因素,从滚珠在返向器中产生的摩擦、润滑剂产生的摩擦、滚珠的滑动摩擦和滚动摩擦,以及摩擦力矩模型的建立等方面进行评述。结果表明,当前的研究在普遍性、实用性和系统性方面还存在不足,在充分考虑滚珠丝杠副摩擦力矩的波动性和运行的平稳性的基础上,建立普遍适用的摩擦力矩分析模型,是将来研究的方向。     

滚珠丝杠副磨损失效机理研究进展

在机床、航空航天、自动化等领域的机械传动系统中,滚珠丝杠副存在使用寿命短、温升过快、可靠性差、磨损失效快等一系列问题,对滚珠丝杠副的磨损失效机理进行系统、深入的分析尤为重要。文章分析了滚珠丝杠副的接触力学和摩擦力学的特点,从磨损失效形式、磨损理论模型、材料性能及失效诊断方法等四个方面对目前滚珠丝杠副磨损失效的研究现状进行了评述,指出了滚珠丝杠副磨损失效亟待解决的问题。     

滚珠丝杠副的选型自动化

以滚珠丝杠理论设计为基础，提出利用计算机，在输入设计参数和类型时，自动计算和查表，从而实现选择型号的方法和设计过程的自动化，以提高滚珠丝杠的设计效率和设计质量。设计实例表明，其界面友好，具有一定的工程实际意义。     

滚珠丝杠副的可靠性设计

根据滚珠丝杠副工作中,实际负协和工作寿命等均呈分布状态性质,把规定的可靠度目标值,直接设计到滚珠丝杠副中,克服了传统“安全系数”设计方法的不足。     

滚珠丝杠副滚珠与反向器碰撞分析

对Jui-Pin Hung等人提出的碰撞法向速度公式的不足,提出了修正的碰撞法向速度公式。利用赫兹接触理论,建立了滚珠与反向器的接触碰撞力学模型;通过ADAMS仿真分析,验证了修正后的公式的可靠性;对比了滚珠与普通外插管和斜插管的碰撞区别;通过分析滚珠与斜插管的碰撞特点,设计了一种新型无管舌斜插管反向器。     

高速滚珠丝杠副非赫兹接触应力计算

在滚珠丝杠副运动过程中,滚珠与滚道之间的摩擦和磨损导致滚珠丝杠副精度衰退,降低其精度保持性.针对高速滚珠丝杠副螺旋线滚道接触区域的非对称性,采用传统的赫兹接触理论对丝杠和螺母滚道接触几何形状和关系的计算存在较大误差,提出了一种基于最小余能原理对高速滚珠丝杠副滚珠与滚道之间的法向接触应力进行分析计算的方法.首先,基于Fr...     

滚珠丝杠副摩擦力矩测量系统的研制

滚珠丝杠副是数控机床等机械设备中的重要传动部件,其摩擦力矩特性直接影响设备的动态性能。本文介绍了一种基于80C552单片机的滚珠丝杠副摩擦力矩测量系统。系统采用高精度压力传感器,测量精度高;测量过程中摩擦力矩和测量位置可以在屏幕实时显示,微机自动进行数据处理并保存记录和打印数据、曲线,提高了测量精度和工作效率。     

高速滚珠丝杠副弹性变形的有限元分析

对于高速滚珠丝杠副,考虑螺旋升角的影响,建立了滚珠丝杠副的受力模型,利用有限元方法分析计算了螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形的影响.结果表明,随着螺旋升角的增大,滚珠丝杠副的法向弹性变形量变化不大,而轴向弹性变形量减少,更有利于提高定位精度.     

基于加速退化试验的滚珠丝杠副统计分析

为有效地获取滚珠丝杠副精度寿命特征,利用滚珠丝杠副磨损特征建立加速退化模型,并且根据设计的试验装置和试验过程的摩擦力矩值变化情况,采用参数估计方法进行退化数据的统计分析,获得不同应力水平下的滚珠丝杠副加速退化参数模型.同时,根据不同应力条件下实测的滚珠丝杠副摩擦力矩退化数据,计算出滚珠丝杠副定位反向变动量,为滚珠丝杠副的定位精度退化提供一种新的评价方法.建立的滚珠丝杠副加速退化模型针对其磨损进程极为缓慢的特性,利用该退化方法能较准确地推算出滚珠丝杠副精度寿命,能节约滚珠丝杠副试验费用、试验时间和指导滚珠丝杠副的设计.     

滚珠丝杠副摩擦力矩测量系统的研制

滚珠丝杠副是数控机床等机械设备中的重要传动部件,其摩擦力矩特性直接影响设备的动态性能。本文介绍了一种基于80C552单片机的滚珠丝杠副摩擦力矩测量系统。系统采用高精度压力传感器,测量精度高;测量过程中摩擦力矩和测量位置可以在屏幕实时显示,微机自动进行数据处理并保存记录和打印数据、曲线,提高了测量精度和工作效率。     

基于ANSYS Workbench的滚珠丝杠副模态分析

针对滚珠丝杠副在外力作用下容易产生变形、振动等特点,以滚珠丝杠副为研究对象,应用Solid Works软件建立滚珠丝杠副三维装配体模型,简化后导入到ANSYS Workbench软件中,在对模型设置约束条件和划分网格后,对其进行模态分析,结果表明:滚珠丝杠副的前六阶振型都为弯曲变形振动,在第六阶固有频率下,丝杠正中位置振动幅度最大,为滚珠丝杠副的薄弱环节。     

滚珠丝杠副精度保持性加速退化试验方法

为了研究滚珠丝杠副精度保持性,实现快速预测其精度寿命,建立了其精度保持性加速退化试验方法。利用滚珠丝杠副磨损物理仿真模型开展了滚珠丝杠副精度保持性加速退化仿真试验。结果表明：实现了滚珠丝杠副寿命的快速预测,为开展精密滚珠丝杠副精度保持性加速退化试验研究提供了理论依据。     

滚珠丝杠副精度保持性加速退化试验方法

为了在较短时间内完成对滚珠丝杠副的寿命评估,通过采用加大应力载荷的方法建立加速寿命试验模型,提出一种单样本双应力三水平的加速寿命试验设计和可靠性分析方法. 利用虚拟增广法对3个步进加速双应力下的故障时间数据进行等价扩充,以提高滚珠丝杠副在单样本、较少数据情况下的可靠性评估精度;再借助最小二乘法完成3个步进加速双应力水平下的Weibull分布模型中的参数估计;最后结合加速方程推算出在正常应力水平下的寿命,确定滚珠丝杠副的可靠性寿命指标. 通过试验仿真算例,验证了在不改变失效机理的前提下采用双应力加速寿命试验对滚珠丝杠副进行可靠性评估的可行性,提高了滚珠丝杠副寿命评估的效率.

     

滚珠丝杠副返向器圆珠通道孔型的设计

对滚珠丝杠副中的关键部件—返向器的圆珠通道孔型空间曲线的设计进行了分析，应用几何学方法，给出了表达式，并结合工程实践，就如何保证滚珠返回通道短、流动通畅、磨损减少、传动效率提高，提出了合理的设计参数和可应用于设计过程的设计方案．     

滚珠丝杠副与滚动轴承的动力学性能差异研究

在滚动轴承研究与分析的最重要三大理论基础上,通过对国内外研究滚珠丝杠副各项机械性能的实例分析,分析了滚珠丝杠副受力简化模型,探讨了滚珠丝杠副动力学性能研究的重要性与复杂性。     

滚珠丝杠副返向器圆珠通道孔型的设计

对滚珠丝杠副中的关键部件—返向器的圆珠通道孔型空间曲线的设计进行了分析，应用几何学方法，给出了表达式，并结合工程实践，就如何保证滚珠返回通道短、流动通畅、磨损减少、传动效率提高，提出了合理的设计参数和可应用于设计过程的设计方案．     

滚珠丝杠副运动精度在线测量系统设计与分析

滚珠丝杠副运动精度是试验台检测的主要指标,而现在的检测手段多为离线检测,操作复杂且定位难度较高。通过设计开发一种滚珠丝杠副运动精度在线测量系统,可以实现其在线检测,对于提高检测效率和检测精度具有重要意义。文章围绕在线测量系统的硬件、原理、通讯、测量界面与结构,设计了一种滚珠丝杠副运动精度在线测量系统,并与3 m激光行程误差测量仪对同一根丝杠进行精度检测试验,对其测量值进行对比分析。结果表明:设计的在线测量系统与3 m激光行程误差测量仪相比较,前者对环境要求不高、偶然性误差小,测量曲线相对平滑,而后者测量曲线波动比较密集;两者测量曲线特征值差值小于1μm,在容许误差范围内。     

汽车制动系统用滚珠丝杠副振动检测方法

针对汽车制动系统用滚珠丝杠副的振动检测技术进行研究. 根据汽车制动系统用滚珠丝杠副的结构、尺寸和运动特征,提出振动检测方法,研制振动检测设备;基于运动学得出滚珠丝杠副在螺母旋转条件下的滚珠公转角速度、自转角速度及滚珠通过反向器频率的表达式;以某电动助力制动系统用滚珠丝杠副为试验对象,在螺母旋转驱动以及不同转速条件下测量丝杠沿轴向和径向的振动. 通过分析振动幅值的时频分布特征,发现被测丝杠副在滚珠通过反向器频率及其倍频附近具有较大的振动幅值. 采用一倍频程均方根(RMS)评价汽车制动系统用滚珠丝杠副的振动水平,得到滚珠丝杠副的振动能量在不同转速条件下的倍频程分布特征.     

滚珠丝杠副返向器磨损的动力学仿真分析研究

滚珠丝杠副返向器磨损的动力学的仿真研究可为滚珠丝杠副返向器设计、安装以及故障诊断提供理论依据。文章应用多体动力学软件ADAMS建立了滚珠丝杠副的动力学仿真模型,分析了返向器磨损所造成的动力学性能变差的原因,以内循环滚珠丝杠副为例,通过分析返向器回珠曲线的几何特性,建立了滚珠在返向器中的速度方向变化模型,对滚珠出、入口处两种不同磨损位置的返向器进行了动力学性能对比分析。结果表明:返向器的磨损会造成滚珠速度方向的突变,致使楔紧效应增大,滚珠在通过磨损点时,会造成周期性的振动特性和接触力、接触时间的增大;回珠曲线在连接点处的曲率的减小,可提高返向器在入口处和出口处的耐磨损性能,降低滚珠的冲击和摩擦损失。     

基于竞争失效模型的滚珠丝杠副可靠性设计建模

以双螺母预紧滚珠丝杠副为研究对象,分析其失效机理,建立了性能退化失效与疲劳点蚀失效共存状态下的竞争失效模型。综合考虑滚珠直径、滚道半径、接触角、摩擦因数、运行速度等结构参数和使用参数与可靠性指标之间的关系,建立了滚珠丝杠副可靠性设计的数学模型,提出了滚珠丝杠副可靠性定量设计的方法,并通过样本分析验证了该方法的有效性。