基于MATLAB的单、双丝杠进给系统动力学建模分析与比较

以精密卧式加工中心进给系统为研究对象,分别建立其单丝杠驱动和双丝杠驱动进给系统数学模型,对两模型的传动系统动态响应进行分析。计算系统在扭转振动、时变啮合刚度、误差激励等因素作用下的动态响应,分析比较系统动态特性。对比结果显示,相对于单丝杠进给系统,在丝杠轴径比其小一个级别的情况下,双丝杠进给系统的振动速度幅值能减小35%。     

考虑运行条件的Elman网络丝杠驱动系统热误差建模

研究了建立滚珠丝杠副热误差模型的方法,以进一步提高半闭环丝杠驱动系统的定位精度。分析了滚珠丝杠副的热源和温度场的动态特性并考虑丝杠驱动系统运行条件提出了基于Elman神经网络的热误差建模方法。首先,根据滚珠丝杠副的结构特点,确定其内部热源及温度场分布特性。然后,基于丝杠温度分布函数,研究丝杠热变形与其内部热源之间的动态非线性函数关系。最后,综合考虑丝杠驱动系统运行条件对其热误差的影响,建立了基于Elman神经网络的热误差预测模型。实验结果表明,当丝杠驱动系统的运行条件较为复杂时,采用文中提出的预测模型得到的热变形估计残差为-3.1μm~2.4μm。结果显示:考虑运行条件的Elman神经网络比BP和Elman网络(仅考虑温升数据)具有更好的预测精度和鲁棒性,有较强的工程应用前景。     

中空滚珠丝杠副热动态特性分析

以传热学理论为基础,研究滚珠丝杠进给系统主要热源分布及热传导计算,分析中空滚珠丝杠副的热态特性及达到热稳定状态后进给系统的温度场。探讨了多热源作用下滚珠丝杠的一维温度响应,给出了滚珠丝杠系统的热传导方程。通过实验验证了理论结果的正确性,根据滚珠丝杠系统各主要部件的升温曲线对比,获得滚珠丝杠系统的温度场变化规律,并在此基础上分析了滚珠丝杠的热变形,确定滚珠丝杠的热伸长量,从而为滚珠丝杠的优化设计提供了参考。     

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。     

非啮合双螺杆挤出机三维流场数值模拟

高粘度物料在双螺杆反应器中的流动情况非常复杂,很难用解析法求解.利用ANSYS软件包对双螺杆挤出机非啮合并列型螺纹元件进行了三维等温非牛顿流场分析,分析了速度场和压力场的分布情况,讨论了不同边界条件对整个流道的速度场、压力场及流量的影响.计算结果对实际生产具有一定的指导意义.     

滚珠丝杠副滚动体陀螺力矩计算及分析

滚珠丝杠副滚动体在自转的同时还在作绕丝杠轴线的公转运动,滚动体的这种运动产生陀螺效应。笔者根据陀螺力学相应公式,推导了滚珠丝杠滚动体陀螺力矩的近似计算关系式,通过算例演示了所推导关系式的使用方法,揭示了滚珠丝杠滚动体在丝杠副启动或停止阶段所产生的陀螺力矩会远大于其稳定工作阶段所产生的陀螺力矩的事实。     

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.     

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。     

滚珠丝杠系统轴向刚度分析与研究

目前滚珠丝杠正向着高速、高精的方向发展,且滚珠丝杠的轴向刚度对数控机床轴向精度的影响也日趋明显,因此,对其刚度特性提出了越来越高的要求。针对滚珠丝杠两种常见的安装方式,通过有限元模型对其轴向刚度进行了分析与研究。     

滚珠丝杠的模态与疲劳寿命分析

高新技术的迅速发展对滚珠丝杠提出了更高的要求,其性能直接影响数控机床整机的质量和寿命。利用HyperMesh有限元软件的Optistruct模态分析模块和Radioss瞬态分析模块,对滚珠丝杠进行了模态分析和疲劳寿命分析,为滚珠丝杠的结构优化设计提供了重要的参考数据。     

基于Pro/E的带复杂空间反向曲线的滚珠丝杠副的建模与装配

详细地介绍了带复杂空间反向曲线的内循环滚珠丝杠副三维建模方法与装配,其中介绍了典型滚珠丝杠、内循环滚珠螺母、带复杂空间反向曲线的反向器及循环滚珠链的建模及装配。此研究可以直观反映出零件设计的合理性,且为模具开发提供良好的设计基础。     

基于虚拟材料的滚珠丝杠进给系统建模及其时变特性研究

为了建立准确的滚珠丝杠进给系统的动力学模型并对其时变特性进行分析,提出了单独获取法和整体获取法两种基于多目标优化方法获取结合部虚拟材料模型的参数,从而构建精确的结合部虚拟材料模型,并通过实验对此两种参数获取方法进行了验证.结果表明:基于多目标优化方法整体获取全部结合部虚拟材料模型参数的获取方法计算量大,但操作简单且获取...     

滚珠丝杠AutoCAD二次开发菜单定制方法

通过对基于VBA的Auto CAD二次开发方法定制菜单与用菜单文件方式定制菜单进行研究和对比发现,两种菜单定制方法均繁琐,易出错,因此,在上述两种定制方法的基础上,提出一种面向工程人员高效、快速和易修改的Auto CAD菜单定制方法,方便在工程设计中实际应用。     

GCr15制滚珠丝杠热处理工艺研究

GCr15具有高强度、高耐磨性和在高温下稳定的机械性能,可用于制造滚珠丝杠及螺母.其优良性能的发挥在原材料合格的基础上靠合理的热处理工艺来保证.球化退火、高温时效、中频淬火及低温时效是GCr15制滚珠丝杠必不可少的工序.     

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。     

Adaptive backstepping sliding mode control of flexible ball screw drives with time-varying parametric uncertainties and disturbances

This paper presents a method to model and design servo controllers for flexible ball screw drives with dynamic variations. A mathematical model describing the structural flexibility of the ball screw drive containing time-varying uncertainties and disturbances with unknown bounds is proposed. A mode-compensating adaptive backstepping sliding mode controller is designed to suppress the vibration. The time-varying uncertainties and disturbances represented in finite-term Fourier series can be estimated by updating the Fourier coefficients through function approximation technique. Adaptive laws are obtained from Lyapunov approach to guarantee the convergence and stability of the closed loop system. The simulation results indicate that the tracking accuracy is improved considerably with the proposed scheme when the time-varying parametric uncertainties and disturbances exist.     

单热源作用下滚珠丝杠的温度场建模与热误差预测

研究了滚珠丝杠在单热源作用下的温度场模型,以便快速、准确地预测滚珠丝杠的热误差.根据丝杠的导热方程,在合理修改边值条件的基础上,建立滚珠丝杠的温度场理论模型,引入随温度变化的参数α’修正该模型,并提出模型参数的辨识方法.结合机械热变形理论,用所建立的温度场模型预测滚珠丝杠的热误差,进行温度场模型参数辨识实验和模型预测效果的验证实验.结果显示:基于温度场模型预测的温升值与实验测得的温升值之间的最大误差为0.8℃;热误差预测结果与实测结果的最大误差为3.8 μm.结果表明所建立的温度场模型可以较准确地反映滚珠丝杠在单热源作用下的温度分布,进而可以较准确地预测滚珠丝杠的热误差.     

塔式起重机的振动模态分析

振动是工程结构的常见现象,模态分析就是确定结构的振动特性,它也是其他动力学分析的基础。利用大型通用有限元分析软件ANSYS对广泛应用于工程中的某型塔式起重机的振动频率和振型进行分析计算,为研究该型塔式起重机其他的动力响应提供了准备。     

滚珠丝杠副传动效率的模型建立及试验研究

传动效率是衡量滚珠丝杠副的传动性能的重要指标,目前传动效率的研究对接触面的摩擦润滑情况缺少深入分析,试验研究较少且多是针对某型号样件。为了得到更符合实际情况的传动效率模型并对传动效率影响因素进行分析,基于载荷分布理论,分析考虑工艺误差的滚珠丝杠副承载运动情况,再结合弹流润滑理论得到滚珠丝杠副在不同工况下的摩擦系数变化规律,从而得到新的传动效率模型,再对传动效率影响因素进行计算和分析,最终设计试验验证传动效率模型并分析不同轴向负载、转速、预紧力、润滑粘度对传动效率的影响。试验结果表明新模型的计算值与试验值的相对误差最大为6.42%,验证了新模型的有效性与合理性。     

螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形及传递效率的影响

针对高速数控机床采用的大导程滚珠丝杠副对进给系统性能影响问题,考虑螺旋升角、滚珠与滚道接触面的滑动和滚动摩擦,研究了滚珠丝杠副的轴向弹性变形,利用有限元方法进行了仿真分析;建立了丝杠由转动到直线进给运动的传递效率数学模型,并利用实验进行了验证。结果表明,随着螺旋升角的增大,丝杠副的传递效率提高,轴向弹性变形减小,轴向力减小,提高了轴向定位精度。