三排滚柱式回转支承疲劳寿命分析

三排滚柱式回转支承是回转支承中综合承载能力最好的一种,疲劳寿命是其研究的核心内容,研究疲劳寿命一方面为正确设计选择回转支承提供详实资料,充分发挥其功能,提高经济效益;另一方面,提高安全性和可靠性,避免重大事故发生。以三排滚柱式回转支承为研究对象,利用L-P理论进行疲劳寿命理论计算,建立三排滚柱式转盘轴承整体有限元模型,采用两根非线性弹簧模拟滚柱—滚道之间的接触行为得到滚道载荷分布,并与理论结果对比分析,验证有限元计算结果的可靠性。将有限元计算结果导入到Fe-safe疲劳分析软件进行疲劳寿命仿真计算,得到滚道最小安全系数和最少应力循环次数,通过误差分析验证疲劳仿真分析的可靠性。     

三排滚柱式回转支承承载能力分析

可通过对三排滚柱式回转支承的受力分析,分别计算了各运行条件下机构所受的轴向力和倾覆力矩,对其承载能力进行验证,且根据滚动体不同载荷状态,计算回转支承上滚道及下滚道的静态安全系数,并与许用安全系数进行对比。验算了回转支承安装螺栓的承载能力,从而确定塔式起重机实际的安全使用范围。     

滚柱导轨副中滚柱接触特性分析

滚柱式滚动直线导轨副采用滚柱为滚动体,接触方式为线接触,因此与采用滚珠为滚动体的滚动直线导轨副相比,具有更高的承载性能及更高的刚性,大大提高了滚动直线导轨副的动静负载和刚性。滚柱式滚动直线导轨副具有高精度、高速度、低摩擦、低噪声、长时期免维护及国际标准尺寸（安装兼容性）等优良特性,主要结构如图1所示。导轨与滑块滚道之间添加滚柱为滚动体,当导轨与滑块作相对运动时,滚柱就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动,通过改变滚柱直径,达到无间隙运动。     

行星滚柱丝杠副主曲率计算与接触特性分析

根据丝杠、滚柱和螺母螺旋滚道曲面特点,建立了通用化的法截面内零件的轮廓方程和滚道螺旋曲面方程。通过将滚道截面的原点定义在对应零件的中心轴上,避免了现有模型中将滚道截面原点定义在螺纹牙轮廓中心而带来的繁琐坐标变换问题。其次,利用微分几何原理推导了丝杠-滚柱接触侧和螺母-滚柱接触侧在相应接触位置的主曲率,与传统的基于等效球法计算行星滚柱丝杠副主曲率进行了对比。利用赫兹接触理论求解了滚柱与滚道间的主曲率差、接触椭圆面积及最大接触应力,并讨论了行星滚柱丝杠副结构参数对接触特性的影响规律。结果表明:丝杠和螺母滚道在某一主平面内的主曲率不是零,使用等效球模型计算主曲率会带来较大误差;增大螺纹螺距使得滚柱两接触侧的主曲率差变大,但几乎不影响接触椭圆的面积和滚柱螺纹曲面两接触侧的最大接触应力;增大法向牙侧角会使两接触侧的主曲率差和接触面积同时减小,但过大的法向牙侧角会导致接触应力和摩擦力增大。     

理想的传动装置—滚柱丝杆副

理想的传动装置──滚柱丝杆副杭州华盛机床有限公司姚开能１．滚柱丝杆副的特点（１）承载能力强、刚性好。滚柱丝杆副的丝杆和螺母是通过滚柱进行啮合的，接触点多，因而承载能力是同规格滚珠丝杆副的４～５倍；刚度高（轴向刚度可达１００～１３００Ｎ／μｍ）。（２）...     

滚柱直线导轨副反向结构简析

本文在分析了滚柱直线导轨副滚道结构与反向结构曲线关系的基础上,对滑块体及反向结构曲线设计进行分析。     

滚柱直线导轨副的刚度分析

随着高速、重载、高精数控机床的发展,对滚柱直线导轨副提出了更高的性能指标,而刚度、额定静载荷作为滚柱直线导轨副的重要性能参数,分别影响到直线导轨副的精度及承载能力。本文对滚柱直线导轨副在受到垂直载荷,x、y、z方向力矩载荷时的刚度进行了分析。     

超越离合器鼓形滚柱的优化设计

以超越离合器的圆柱滚子为研究对象,针对滚柱与滚道接触时产生的边缘效应,提出了采用鼓形滚柱的设计方案,使得滚柱受力趋于均匀,以降低滚柱的边缘接触应力。利用有限元分析软件Workbench对滚柱和滚道的接触应力进行计算分析,得到最优鼓形曲线的鼓形量,使接触应力更为合理,进而提高超越离合器的使用寿命,优化设计结果对改善超越离合器的工作可靠性和稳定性具有一定的指导意义。     

行星滚柱丝杠副承载特性研究进展

行星滚柱丝杠副具有承载能力大、环境适应性好、寿命长等优点。行星滚柱丝杠副的承载特性主要包括各啮合传力零件的受力分析、轴向变形、螺纹牙载荷分布、滚柱间载荷分配及摩擦磨损特性等。它既是揭示其服役过程中载荷传递、结构变形以及摩擦磨损等机理的重要途径,也是进一步提高行星滚柱丝杠副传动性能和使用寿命的理论基础。首先介绍了行星滚柱丝杠副承载原理,在此基础上说明承载特性各项研究的主要内容及意义,并对目前研究成果进行了总结与分析。最后,对行星滚柱丝杠副承载特性的未来研究方向进行了展望。     

圆导轨面的修理技术：第六讲 圆导轨面的修复

一、滚动圆导轨中滚柱的测定和配置 某些机床的圆导轨采用了滚柱滚动摩擦来减少旋转件的运动阻力,内外滚道面经修整后由于它们之间的间隙加大,所以必须根据实际间隙重新配全部滚柱以保持圆导轨副的配合过盈量,在这里以Y2280弧齿     

行星滚柱丝杠副滚柱的设计方法与虚拟装配

基于行星滚柱丝杠副(Planetary Roller Screw,PRS)滚柱既有螺纹又有齿的复杂结构特点,提出了滚柱螺纹和滚柱齿的匹配设计方法,并给出了详细设计流程,分为3大步骤:滚柱中径的匹配设计,滚柱端部直齿轮的设计,滚柱螺纹的设计。在此基础上,结合PRS结构组成和运动原理,构建了螺纹截面设计方法并建立了三维模型,最后进行了虚拟装配,对滚柱与螺母装配中可能存在的问题及注意事项进行了说明。文中提出的滚柱设计和虚拟装配方法可为PRS的设计分析提供指导。     

三排柱式回转支承非理想Hertz接触特性分析

传统方法对三排柱式回转支承的滚柱与滚道间的接触分析都是基于Hertz接触理论,然而滚柱与滚道的实际接触超出了Hertz接触理论的范围。针对该问题,重点研究了滚柱与滚道的非理想Hertz接触特性,得出了接触变形及接触应力沿滚柱轴向的变化规律。结合McEwen关于圆柱体法向接触理论,推导了滚柱与滚道接触区内部的应力场各应力分量解析表达式,并讨论了滚道失效与应力之间的关联。最后,建立了滚柱与滚道接触的3D有限元模型,仿真结果表明,接触区的应力分布与解析解基本吻合,结论可为三排柱式回转支承的设计与制造提供参考。     

SF-3型烟草输送带清洗装置回转支承接触疲劳分析

由于回转支承是SF-3型烟草输送带清洗装置的核心支承部件,它的失效将会造成整个清洗装置的瘫痪。根据回转支承的不同工况,采用Solidworks对回转支承单元体进行三维建模,利用ANSYS Workbench对简化后的单元体模型进行了静力学分析,得到回转支承内、外圈滚道与滚柱的接触应力分布及其疲劳寿命。由疲劳分析结果可知,回转支承的外圈滚道所受应力大于内圈滚道所受应力,其疲劳寿命小于内圈的疲劳寿命,同时为回转支承的维修、更换提供了数据支持。     

高温回转支承性能分析及结构优化设计

单排四点接触回转支承能够同时承受径向力、轴向力和倾覆力矩,应用比较广泛。针对回转支承在高温环境下的承载能力进行研究,在对回转支承进行热应力分析的基础上,从接触角、滚动体半径r、滚道半径R与滚动体半径r比值、淬硬层深度和滚道硬度五个方面提出了提高回转支承承载能力的建议,并针对这些因素进行正交试验分析,找到最优参数组合,以减小回转支承滚道上的接触应力,提高回转支承在高温下的承载能力,为高温单排四点接触回转支承的结构优化提供了理论依据。     

某型挖掘机回转支承断齿失效原因分析

以某型挖掘机回转支承断齿故障为例,对故障件取样件从轮齿机械性能、轮齿强度校核、滚道承载能力、中心距计算4个方面分析查找原因：（1）从轮齿机械性能方面分析发现,轮齿表面硬度偏高,淬硬层深度偏小,过高表面硬度会使轮齿表面变脆,而淬硬层深度不足会降低轮齿的抗弯承载能力。（2）进行轮齿强度校核,回转支承齿轮圆周力安全系数为1.28,满足设计要求。（3）分析滚道承载能力,该回转支承滚道系数为1.31;对故障回转支承进行了拆解,内外圈滚道未发现有滚道表面剥落和异常磨损现象,滚道承载能力满足使用要求。（4）通过对中心距计算分析,该机实际安装中心距相对于设计中心距值偏移了0.392 mm,此时齿侧间隙的计算值为-0.04～0.588 mm。说明在倾翻力矩的作用下,使回转减速机轮齿与回转支承轮齿上部出现反复径向挤压,是造成断齿的主要原因,由于回转减速机轮齿未进行修形,导致轮齿径向挤压无法得到减缓是造成断齿的次要原因。针对以上原因,可以采取以下措施进行改善：（1）通过齿轮中心距制造符合性控制,保证齿侧间隙满足《JIS B 1703正齿轮和斜齿轮侧隙》中允许侧隙0.23～1.24 mm要求;（2）对回转减速...     

滚柱直线导轨副综合性能检测系统开发

通过研究滚柱直线导轨副在运动状态下的振动、温升、噪声等性能指标的动态检测方法以及综合性能检测关键技术,开发了一套滚柱直线导轨副综合性能检测系统,实现了在一套系统上对滚柱直线导轨副多个物理量的同时测量。     

滚柱直线导轨副额定静载荷分析

1．ISO14728—2国际标准 ISO（国际标准化组织）于2004年6月公布了由ISO／TCA技术委员会起草的（（IS014728—2滚动轴承一直线滚动轴承-额定静载荷》标准。额定静载荷的定义为：滚动体与滚道最大接触应力处的总永久变形量等于滚动体直径万分之一时的静载荷。实验表明，在载荷方向上，滚道与承受最大载荷的滚动体接触中心处引起与下面计算接触应力相当的静载荷：滚柱式直线导轨副，4000MPa；滚柱式直线导轨副在垂直加载位置，额定静载荷计算公式为：     

行星滚柱丝杠副螺旋曲面啮合机理研究

行星滚柱丝杠副是一种通过多个滚柱与丝杠及螺母之间螺旋曲面啮合传递动力与运动的传动机构。基于多头螺纹结构特点,建立了丝杠、滚柱和螺母螺纹的曲面方程。利用啮合曲面的连续相切接触条件,通过引入丝杠、滚柱或螺母螺旋曲面沿轴线移动的矢量,提出一种行星滚柱丝杠副啮合点位置与轴向侧隙的计算方法。在此基础上,推导得出丝杠和滚柱与螺母和滚柱之间的啮合方程以及轴向侧隙公式,将该啮合方程与现有计算方法进行比较验证其正确性,并进一步分析了当丝杠、滚柱和螺母牙型角相同时行星滚柱丝杠副的啮合点位置、轴向侧隙以及啮合螺旋曲面之间的轴向间隙分布。结果表明:丝杠和滚柱的啮合点会偏向二者螺纹牙顶;螺母和滚柱的啮合点位于螺纹中径切点处;为实现无侧隙设计,丝杠、滚柱和螺母应具有不同牙厚。     

基于有限元仿真的行星滚柱丝杠动态特性分析

通过CATIA对行星滚柱丝杠机构进行三维建模,采用有限元仿真技术分析了机构的6阶固有频率,得到了各阶模态主振型图,分别研究了支承方式、螺母工作位置、离心力等因素对机构固有频率的影响。研究表明,采用两端固定支承的行星滚柱丝杠固有频率较高,适宜在高速工况下使用;螺母工作行程越大,机构整体抗振性能越低,承受的极限转速也越小;机构高速运转时产生的离心力将导致零部件的变形增大,降低其传动精度,在具有高精度要求的工况下,不宜采用过高转速。     

循环式行星滚柱丝杠副的设计与虚拟装配方法

针对循环式行星滚柱丝杠副螺母存在无螺纹区的特殊结构特点,提出了螺母无螺纹区的设计方法,推导了螺母无螺纹区的结构参数相关公式。在此基础上,根据滚柱与丝杠和螺母啮合的实际情况,构建了滚柱、丝杠和螺母截面设计方法,通过调整两斜边与圆弧和斜边的间隙以提高丝杠与滚柱、滚柱与螺母螺纹的啮合精度。为确保滚柱与丝杠和螺母啮合,给出了不同滚柱中心面到凸轮环端面距离的关系式,并结合循环式行星滚柱丝杠副的工作原理与结构组成,根据其相关结构参数建立零件模型,完成了虚拟装配。提出的螺母无螺纹区设计和虚拟装配方法可为循环式行星滚柱丝杠副的设计分析提供参考。