滚珠丝杠副滚珠循环系统的动力学研究和仿真

研究滚珠丝杠副的滚珠循环系统中的碰撞接触现象,根据赫兹接触理论和经典碰撞理论,并考虑滚珠和导珠管的几何外形、丝杠的转动速度等因素,建立滚珠和导珠管碰撞接触的动力学模型。在此基础上分析了滚珠的入口速度、材料密度对碰撞力大小、接触时间的影响。应用多体动力学软件Adams,根据实际物理参数,创建了导珠管和滚珠的几何模型,对钢珠在导珠管中的运动情况进行仿真模拟,获得了碰撞过程中滚珠的运动轨迹、速度、加速度以及碰撞力的变化情况。通过对不同参数的物理模型理论计算和仿真,分析了影响滚珠循环系统动力学的主要因素。理论计算和仿真、试验结果吻合较好,这对于优化导珠管结构,研究开发新型滚珠丝杠副有重要的意义。     

关于数控机床滚珠丝杠的装配及调试研究

随着汽车、航空等工业技术的快速发展,人们对于高性能合金材料的需求量越来越多,基于这种情况,数控机床加工技术得到快速发展,且对其的高度精确化的要求也越来越高。作为数控机床滚珠丝杠的重要部件,滚珠丝杠的装配和调试对于数控机床有着重要的影响。     

滚珠丝杠副热变形计算分析及可视化

以传热学原理为基础,探讨温升对滚珠丝杠副的影响.首先确定热流密度系数及对流换热系数,然后借助有限元分析软件ANSYS,建立滚珠丝杠副的有限元模型,计算求解温度场及热变形.仿真云图显示:滚珠丝杠以1350r/min旋转时,其温升达到3.8℃,引起8.32μm的热变形.     

轴向载荷对滚珠丝杠副摩擦力矩波动的影响及测试

根据赫兹接触理论分析预紧力及轴向作用力与丝杠接触刚度的关系,根据滚动丝杆摩擦力矩波动的滚珠进入滚道阻力影响法,分析在轴向载荷下滚动丝杆副摩擦力矩波动影响参数;通过对轴向力作用下的丝杠系统摩擦力矩实验测试,表明预紧力对摩擦力矩的波动起主导作用,轴向载荷下的丝杠系统以单向预紧力的方式加剧了摩擦力矩的波动量。     

机床丝杠预拉伸结构的研究

滚珠丝杠通过调整丝杠固定轴承的预紧来大幅减小进给轴的误差。     

滚珠丝杠进给系统混合建模及其振动时变性分析

为了研究滚珠丝杠进给系统的振动特性,提出了一种混合建模方法,将丝杠作为分布参数模型,其余部件作为集中参数模型。应用功率平衡法和Ritz级数法,建立了滚珠丝杠进给系统的轴向、扭转和弯曲振动模型,并推导了系统的刚度、质量和阻尼矩阵。数值仿真分析了进给系统振动随工作台位置和质量变化的时变特性,并获得了不同工作台位置下的振型。研究表明工作台位置和质量变化对轴向振动的影响较大,对扭转振动影响较小,且工作台位置对弯曲振动影响较大。实验结果表明该混合模型能够准确预测系统的振动特性。     

高速滚珠丝杠副的碰撞噪声控制

滚珠丝杠副是数控机床的关键功能部件,返向器是提供滚珠循环的通道,滚珠进入返向器时的碰撞力会引起较大的噪声。通过分析影响滚珠丝杠副中滚珠与返向器碰撞力的因素,寻找降低该碰撞力的方法,对返向器结构进行改进,并对两种结构丝杠副进行噪声对比试验。研究表明通过减小返向器滚道与丝杠滚道切线的夹角,采用弹性模量较小的工程塑料制作返向器,可以达到降低滚珠与返向器的碰撞力,进而降低滚珠丝杠副噪声的目的。     

滚珠丝杠副刚度的影响因素及其试验研究

为了提高滚珠丝杠副静态和动态分析的精度,利用滚珠丝杠副中丝杠滚道的力和力矩平衡方程,并考虑变化的接触角和接触变形的影响,建立了联合载荷作用下精确的滚珠丝杠副刚度的数学模型,利用模型分析了滚珠丝杠副刚度的影响因素和规律,结果发现：滚珠丝杠副的刚度随轴向和径向载荷的增大,随之变大,而随倾覆力矩的增加,随之减小;增大导程和减小滚道曲率比可提高滚珠丝杠副的刚度;轴向刚度随轴向载荷、导程和滚道曲率比的改变所受影响最大,角刚度主要受径向载荷和倾覆力矩的影响,径向刚度受载荷和结构参数的影响都较小。通过与滚珠丝杠副轴向静刚度测试平台上测量的结果比较表明,建立的模型是合理和可靠的。     

精密机床主轴轴承的预紧力控制

 以FL-1000型精密磨床主轴系统为对象,设计了一种精密机床主轴轴承预紧力实时控制系统.根据实际工况,确定该机床的最佳预紧力,对其控制原理和控制算法的设计进行了分析,并以FL-1000型精密磨床主轴系统为例验证了预紧力实时控制的可行性.     

滚珠丝杠进给系统的仿真建模

为了在设计阶段获得滚珠丝杠进给系统相对精确的二阶数学模型,提出了一种基于Lyapunov稳定性理论建立模型参考自适应系统,以二阶系统作为参考模型,以理论模型作为控制对象的仿真建模方法。结合实例,建立了考虑粘性摩擦和传动刚度的滚珠丝杠进给系统理论模型,运用MATLAB/Simulink建立了模型参考自适应系统的仿真模型,并利用仿真结果推导出了进给系统的二阶数学模型。结果表明：二阶模型的输出能够很好地跟踪理论模型的输出;同时对两模型输入1毫秒的单位脉冲信号时,相对误差在0.314%以内。     

滚珠丝杠副导程误差仿动态测量的研究

本文从滚珠丝杠副导程的定义出发．通过对数显万能工具显微镜的改造，仿照丝杠动态测试仪的结构，利用数学回归分析，实现了对滚珠丝杠副导程误差的测试和分析．为了解决中小企业在无丝杠动态测试设备下测试滚珠丝副导程误差的难题，提供了一种简便．实用的方法．     

带滚珠丝杠副的精密定位平台轴向刚度建模与测试

为了满足大尺寸光栅拼接架五维调整的要求,在每个方向上设计了由滚珠丝杠副组成的精密定位平台。精密定位平台中的可动结合部刚度特性决定了平台的定位性能。基于赫兹接触理论以及虚拟材料参数化建模方法分别建立了平台轴向静刚度的力学模型和有限元模型,并进行了对比分析。最后通过实验验证了两种建模方法的合理性。     

基于滚珠丝杠副流畅性的滚珠返向器型线优化设计

滚珠与返向器的撞击不仅是滚珠丝杠副产生低频噪声的主要原因,也是影响滚珠丝杠副寿命的主要因素。为了减少滚珠冲击对滚珠丝杠副性能的有害影响,文章首先建立了滚珠与返向器的碰撞接触模型,提出了滚珠在返向器内循环流畅性的评价指标,并提出了一种双圆弧滚道型线和优化设计方法。利用多体动力学仿真软件ADAMS对滚珠运行状态进行了仿真,仿真结果表明优化后的返向器滚道使得滚珠与返向器之间的碰撞接触力显著低,同时使得滚珠在返向器中循环流畅性更好。将双圆弧滚道型线和优化方法应用于滚珠丝杠副的滚珠返向器滚道型线的设计,具有实际工程意义     

螺母安装方式对滚珠丝杠载荷特性的影响规律研究

针对一端固定、一端支承的滚珠丝杠上工作螺母的两种不同安装方式,分析、比较了丝杠受力状态的差异;通过建立计及接触角变化的滚珠丝杠载荷分布模型,定量研究了不同螺母安装方式对钢球法向载荷分布和实际接触角的影响规律。数值分析结果表明在螺母和工作台的连接法兰远离固定端的安装方式下,钢球载荷分布和接触角分布均更为均衡。另外螺母安装方式对滚珠丝杠轴向刚度的影响并不显著。这一结论为滚珠丝杠的安装和维护提供了理论依据,对保证滚珠丝杠使用性能和提高其工作寿命具有工程指导意义。     

滚珠丝杠式惯容器试验及力学性能预测

在数控液压伺服激振试验台上进行滚珠丝杠式惯容器力学性能试验,获得惯容器在不同惯容系数及不同激振输入下力学响应,通过分析惯容器存在的非线性因素及试验结果,揭示非线性因素影响惯容器的实际性能。考虑建立惯容器自适应神经网络模型,进行惯容器力学性能预测。由于BP算法易陷入局部最优且泛化能力弱,用遗传算法优化BP网络训练过程。基于非线性因素对惯容器力学性能影响机理,选惯容系数及惯容器在多个瞬态时间点位移、速度及加速度为神经网络输入,惯容器输出力为网络输出,并将试验所得1020组数据用于网络训练及预测,网络预测结果与试验结果吻合良好,说明所用方法正确合理,可为惯容器力学性能预测提供参考。     

滚珠丝杠导程误差动态测试的分频比相法

介绍了以长、圆光栅副为检测元件,步进电机为驱动部件,8098单片机为核心的滚珠丝杠导程误差的检测系统,误差计算采用分频比相法,分,`经相、误差计算在单征机内直接完成,不需把测量信息传递到上位机或其它设备,就能获得误差数据,实验结果证实了该法具有测试精度,高、结构简单、易实现等优点。