基于Hertz接触的滚珠直线导轨副接触刚度建模与分析

为建立滚珠直线导轨副接触刚度模型,基于Hertz接触理论对滚珠和滚道的接触面进行了力学与变形分析.考虑了承载前后滚珠接触角的变化,得到了单个滚珠所受接触力与弹性变形之间的关系,在此基础上得到整个导轨所受外载荷同弹性变形的关系.以NSK滚珠直线导轨为研究对象,对所建立的模型进行仿真分析.计算了导轨在不同预紧力情况下的临界载荷,分析了外载荷在临界载荷前后导轨刚度变化情况,通过对比NSK官网相关资料验证了所建模型及理论分析的合理性.     

定压预紧下角接触球轴承的动力学建模方法

针对定压预紧下的角接触球轴承在动态条件下的接触状态进行动力学建模.分析了定压预紧机理和受力特点,考虑了陀螺力和离心力的影响,基于Hertz接触理论,提出了一种角接触球轴承动态非线性模型的建模方法.通过对模型的数值迭代,确定了角接触轴承的动力学参数以及包括轴承内外圈在动态情况下的法向接触力、接触角、最大压应力、轴向位移、接触斑点和刚度值等动态接触参数集.设计了一个装有定压预紧轴承组的试验台,通过预紧力和转速调整,测量轴承在不同工况下内外圈的相对位移,与构建的模型进行了比对,验证了建模方法的正确性,为轴承生热量和疲劳寿命分析提供了理论依据.     

角接触球轴承热力学耦合模型与分析方法

接触球轴承运行时,其力学性能与热态特性之间存在高度耦合与交互,轴承热预紧力在这一过程中起着桥梁连接作用。在研究角接触球轴承非线性力学性能与热效应耦合机制的过程中,分析了结合面接触热阻、油气润滑及周边组件换热等边界条件对轴承热态特性的影响,提出了一种角接触球轴承热力学耦合分析方法,并基于多软件协同计算平台建立了轴承热力学耦合模型。在轴承实验平台上,借助热巡检仪,利用轴承套表面开设的测温工艺孔实施了温度实验,对轴承热力学耦合模型的仿真计算结果进行了验证。该模型可用于预测角接触球轴承在不同转速下热预紧力的变化规律,分析比较热预紧力对轴承运行刚度的影响。     

直线滚动导轨磨损退化对导轨参数的影响

为了研究直线滚动导轨磨损退化对导轨各参数的影响,考虑了每个滚珠的受力、变形和初始预紧力,推导和计算了与磨损退化有关的刚度退化模型、预紧力退化模型、接触角变化模型、摩擦力和摩擦因数模型、最大蠕滑率和临界载荷模型.直线滚动导轨滚珠与滚道的磨损伴随着直线导轨的刚度和预紧力产生退化.同时,上排和下排的滚珠接触角、临界载荷、摩擦因数、摩擦力、最大蠕滑率等参数也发生变化.以上参数对滚动导轨的性能具有重要意义,但这些参数很难直接通过试验测量得到.以国产某型号滚珠直线导轨为研究对象,对所建立的各模型进行仿真分析.结果表明:直线滚动导轨磨损退化对导轨各参数均有不同程度的影响,通过测量直线滚动导轨轨道的磨损可以有效预测导轨各参数的变化规律.     

滚动直线导轨副的研究现状及发展动向

概括地介绍了滚动直线导轨副的研究现状及发展动向,为进一步推进其研究和应用指明了方向。     

悬臂梁结合面建模与接触刚度参数识别

基于有限单元法,将结合面简化为一系列包含接触刚度的参数单元,建立了包含结合面的悬臂梁实验模型的有限元模型。根据实验测试所获得的前两阶固有频率,结合所建立的接触刚度参数优化识别的目标函数,利用MATLAB优化工具箱,对结合面在不同面压下的法向接触刚度参数进行了优化识别,获得了不同面压条件下单位结合面上的法向接触刚度参数值,从而为下一步的理论计算与实际应用奠定了基础。     

基于ANSYS的大型负游隙四点接触球轴承的接触应力分析

给出了用有限元分析软件ANSYS对大型负游隙四点接触球轴承进行接触分析的方法,并以某转盘轴承为例,计算空载时负游隙下钢球与内、外圈滚道之间的法向接触压力。结果表明:负游隙时轴承发生四点接触,接触区域为椭圆形,最大接触应力出现在钢球与外圈滚道的接触面上。ANSYS有限元分析结果的精度取决于模型网格尺寸,接触部位的网格尺寸要小于接触椭圆长半轴尺寸,同短半轴尺寸相适应。     

球塞泵定子轨道接触应力分析

基于球塞泵的运动学和动力学模型,得出球塞运动方程及运动轨迹,并推导出球塞在定子轨道任一位置时的受力;根据弹性力学理论和赫兹接触应力公式,反推出球塞在任意位置对定子内壁的接触应力及其分布。分析结果对球塞泵的优化设计具有重要指导意义。     

轴向进给比对薄壁管滚珠旋压影响的有限元分析

通过有限元数值模拟方法得出滚珠旋压中薄壁管在不同凹模旋转速度条件下轴向进给比的变化规律及工件的成形规律,并对模拟结果的等效应变分布做了分析,并与实验结果进行比较,给出薄壁管滚珠旋压时进给比的选取范围.结果表明,进给比对滚珠旋压中薄壁管直径的胀缩和工件的质量有着显著的影响.另外,从计算的模具所受的三向载荷变化情况分析了模具的使用寿命.     

考虑预紧力和接触角变化的直线滚动导轨副刚度建模与分析

为了求得任意外载荷对滚珠直线导轨副各个方向的变形量的影响,运用齐次变换矩阵建立了滚珠直线导轨副的接触刚度模型.该模型分析了滚珠直线导轨副在预紧力和接触角变化的情况下,不同列滚珠受载的弹性变形量的大小,分别得到了一定载荷下滚动导轨副沿垂直方向和水平横向上的变形量和绕3个正交轴旋转的偏转角.进而,得到滚动导轨副的垂直、水平横向2个方向上的线性刚度和3个方向的扭转刚度.对所建模型进行了仿真计算与分析,并与实际情况对比,找到了直线滚动导轨预紧力和接触角对其刚度的影响规律.     

基于Adams与RecurDyn的机械结构Hertz接触仿真对比分析

接触仿真是让多体动力学仿真软件能够更加真实的模拟机械系统的运动状态和受力情况的重要环节之一。为了得到多体动力学仿真软件Adams和RecurDyn在进行机械结构的Hertz接触问题仿真时的区别,对比了两种软件接触仿真的算法,运用Creo2.0建立了两种经典机构的虚拟样机,并针对某型越障小车的定轴轮系进行数字化建模,对这三种机构的Hertz接触问题分别运用Adams和RecurDyn进行了仿真,得到了运动状态曲线和接触力曲线,对比了仿真结果。仿真结果给进行Hertz接触问题分析的学者提供了参考。     

滚动直线导轨副的安装技术分析

本文详细分析了滚动直线导轨副的安装要求及安装方法,并给出了导轨副常用的安装方式,为滚动直线导轨的使用提供了指导.     

半环面牵引式无级变速器接触应力分析

在分析半环面无级变速器工作原理的基础上,建立了接触压力的计算公式,以赫兹接触理论为指导,给出了接触应力的计算公式。以某公司的样机为实例,讨论了接接触应力的变化规律、影响因素。研究表明：在轴向力不变的情况下,接触压力和接触应力与接触点的位置有关,接触位置越靠近锥盘轴线,则接触压力和接触应力越大,接触椭圆的长轴越大,接触椭圆的短轴越小;接触应力随环面半径和环腔半径的增大而减小,随半锥角的增大而减小;接触应力对环腔半径的改变敏感度高,对环面半径和半锥角的改变敏感度低;将锥盘与滚轮设计为线接触,可大幅降低接触应力。本文的研究成果可为半环面型无级变速器设计提供理论参考。     

Study on Wheel and Workpiece Position Error Influence on Surface Shape Accuracy during Ceramic Ball Grinding

The reasons for bringing surface accuracy error in uhra-precision grinding ceramic ball joint were analyzed, and the influences wheel position error and shaft run-out error on the ball joint surface accuracy were discussed. Through establishing three-dimensional grinding model, the mathematical relationship between the position error and surface accuracy was derived, and the distance from any point on spherical surface to the ideal center was calculated when position error existed, and a precise surface shape was got, and theoretical support was provided to improve the surface accuracy during the grinding process. Using self-developed ultra- precision grinding machine to do the ceramic ball grinding experiment, the surface accuracy PV value of ceramic spherical joint is 4. 8 μm.     

基于线性回归与检验的不规则构件精确刚度矩阵建模

传统刚度分析方法只能得到规则结构的刚度解析表达式,而针对不规则构件,通常采用将复杂构件简化为规则件的办法求解,由于过度简化得到的刚度矩阵精确度下降。为了便于进行面向刚度的机械系统参数优化设计,必须解决不规则构件的规范化刚度矩阵求解问题。以3-URS（U-虎克铰、R-转动副、S-球铰）并联机构中U型轴复杂构件为例,提出一种基于多元线性回归原理求解复杂构件刚度矩阵的方法。将刚度矩阵的每个元素看作回归系数,采用ANSYS分析得到力和位移值的多组数对,基于多元线性回归理论求解回归系数,并将其组成6×6的刚度矩阵。由于该刚度矩阵主要应用于后续的刚度矩阵叠加,为降低计算难度,提高计算效率,在保证一定精度的前提下,对回归方程中的每一个回归系数作t检验,剔除不显著变量,对方程形式进行简化。对简化后的方程进行F检验和拟合优度检验,验证方程的回归效果。应用该方法求解了U型轴复杂构件的刚度矩阵,通过实验给出了24组样本数据,依据多元线性回归分析得到6×6刚度矩阵,进行t检验后部分矩阵元素变为零,在对其进行F检验和拟合优度检验后得到机构的刚度矩阵。在相同外力作用下,对构件变形量应用该理论计算得到的刚度矩阵的理论计算值和ANSYS分析值进行了对比,结果表明最大误差仅为0.11%,验证了方法的准确性。     

单螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性及灵敏度分析

为提高数控机床整机可靠度,基于赫兹接触理论,对单螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性及灵敏度进行研究,利用单螺母滚珠丝杠副的导程、接触角、丝杠公称直径、滚道曲率比、工作载荷等技术参数建立了轴向接触变形的理论模型.根据滚珠丝杠副的轴向接触变形小于加工精度的原则,建立滚珠丝杠副可靠性模型.利用改进一次二阶矩法分析和计算单螺母滚珠丝杠副的可靠度和灵敏度。结果表明:适当增大滚珠丝杠副的导程以及减小滚道曲率比可提高滚珠丝杠副的刚度,减小工作载荷可以降低滚珠丝杠副的轴向接触变形,提高滚珠丝杠副的可靠度.     

不同介质接触面单元切向劲度系数的敏感性分析

接触面单元作为一种非连续介质单元,常用于模拟两种不同介质之间非连续变形,其切向劲度系数对数值模拟计算结果带存在很大的影响。为了研究接触单元切向劲度系数对防渗墙应力、变形的影响,以沙湾水电站厂房基坑为研究对象,引入土体的邓肯-张非线性材料本构关系及Goodman接触面模型,通过周边泥皮接触面单元切向劲度系数的不同取值,采用有限元法研究了不同切向劲度系数条件下防渗墙的变形与应力分布规律,计算结果表明：当切向劲度系数的降低时,防渗墙上的压应力及拉应力均明显降低,从而改变防渗墙结构受力状态,减小了在岩层交界处的应力突变现象,有助于防渗墙力学性能的充分发挥和提高防渗墙的安全性。     

弹性胶辊与刚性辊轮滚动接触区域的数值分析

研究纸张输送系统中弹性胶辊与刚性辊轮接触区域的应力应变分布. 建立弹性胶辊与刚性辊轮接触的数学模型,应用配点法对问题进行求解,得到正压力和弹性层厚度对接触区域应力应变分布的影响. 正压力与接触区域的应力成正比,弹性层厚度与接触区域的应力成反比. 为纸张输送胶辊的设计提供参考.     

基于测量校正的直线导轨安装技术

提出一种基于测量校正技术的的高精度安装方法.在直线度误差的测量基础上,采用空间直线度误差测量仪测量直线导轨直线度误差和平行度误差,进行测量结果的计算和分析,综合运用校正技术,进行直线导轨的高精度安装.