高速滚柱直线导轨副结构优化设计及其性能测试

以滚柱直线导轨副中循环滚动体滚柱为主要研究对象,利用多体动力学理论结合数值计算分析,研究了滚动体对滚动直线导轨副刚度的影响。通过对滚柱直线导轨副的运动仿真分析,对滚柱直线导轨副中滚柱、滑块、整体结构布局及其主要结构参数进行优化设计,改善其受力状况,提高其性能指标。最后介绍了结构优化后的LZ45型滚柱直线导轨副的主要性能测试结果。     

滚柱直线导轨副的刚度计算及验证

以Palmgren公式为理论基础,以弹簧原理推导滚柱导轨副无预加载荷和有预加载荷的刚度计算公式,对滚柱直线导轨副进行有限元分析,研究滑块受力变形对刚度的影响,并以LGR55滚柱导轨副为例进行计算和验证。     

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。     

滚动直线导轨中曲率比对导轨性能的影响

以赫兹（Hertz）接触理论为基础,对不同曲率比下滚动直线导轨副接触区应力应变状态进行了分析计算,并配合有限元模拟得出了曲率比与滚动直线导轨副接触区接触状态、刚度、摩擦性能之间的关系。     

介绍一种新型直线导轨密柱轴承

图1就是本文推荐的一种新型直线导轨密柱轴承的结构。它是由轴9、套1、滚柱4及保持器10所组成。滚柱4的的外形轮廓是由半径为3与7的弧线作母线包容而成的。滚柱4两端外形是半径为3的弧线形成的,它与半径为3的套筒1上的内滚道2在5处接触;而滚柱4中间部分的外形是半径为7的弧线所形成,它与半径为7的轴9上外滚道8在6处相接触。由于半径相同,因此滚柱4与轴9、套筒1之间就呈线接触。为了防止滚柱互相接触、倾斜错位,滚柱4之间有保持器10。 这种新型直线导轨密柱轴承与我们熟悉的密珠轴承有些相似,它们不同的地方,就是轴承的滚动体及其相应的保持…     

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。     

滚柱直线导轨结合面的振动分析

为了实现滚动直线导轨的整体动力学性能的较精确计算,建立了滚动直线导轨结合面的动力学模型.首先,以滚柱直线导轨作为研究对象,利用弹簧单元模拟结合面导轨与滑块的接触,采用Palmgren的经验公式,通过等效的方法计算了弹簧单元的刚度等参数,建立了弹簧位移与系统广义坐标的函数关系,运用拉格朗日方程法建立了系统的振动微分方程;最后,采用动力学仿真软件ADAMS创建了动力学模型,计算出了系统的固有频率及其对应的振型.研究结果表明,滚柱直线导轨的固有频率较高,这与滚柱直线导轨的高刚度特性是一致的,所建立的动力学模型可以应用到其他的动力学分析中.     

基于刚性测量的滚柱直线导轨副预加载荷研究

为求出滚柱直线导轨副预加载荷的大小,提出了一种基于此类导轨副静刚度曲线求解预加载荷的方法。通过试验,获得有预加载荷的滚柱直线导轨副静刚度曲线。在曲线斜率发生明显变化处,将曲线分成两部分,以最小二乘法对不同部分的数据进行直线拟合,直线的交点即为导轨副上列滚柱预加载荷消失的临界点。通过临界点处的受力与变形量,可得预加载荷的大小。通过与传统求解预加载荷的方法作对比,此方法更加准确可靠。     

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。     

滚动直线导轨副的性能分析和比对

通过对滚柱式和滚珠式直线导轨副的刚性、承载能力、摩擦特性及额定寿命等的性能分析,阐明了滚柱式直线导轨副优异的性能特性。     

对数修形圆锥滚子轴承接触副径向刚度分析

以Hertz弹性接触理论为基础,推导出对数修形圆锥滚子与滚道之间的接触变形公式,依据弹流润滑理论,建立对数修形圆锥滚子轴承滚子-滚道接触副等效刚度分析模型,通过实例对对数修形圆锥滚子轴承进行有限元静力学接触分析,得到滚子、滚道接触变形分布。结果发现:接触变形随滚子有效长度和等效曲率半径的增大而减小;等效接触刚度随着接触载荷的增大而增大,等效接触刚度随着滚子有效接触长度增大而呈线性增大,随着修形量增大变化很小。     

基于ANSYS的四列圆柱滚子轴承接触应力和刚度分析

对四列圆柱滚子轴承的接触应力、变形以及径向刚度进行了研究.建立了四列圆柱滚子轴承的有限元三维模型,基于ANSYS和Hertz接触理论,阐述了建模过程中的关键步骤,结合短应力线轧机的应用实例,计算了轴承滚子、内圈的接触应力与变形分布,直观表达了交错排列滚子之间的应力分布情况,计算结果和Hertz理论值相比较,具有较好的一致性.通过计算不同载荷下的轴承变形（轴承内孔轴线的相对位移）,获得了轴承刚度随径向载荷变化的规律.     

行星滚柱丝杠副轴向弹性变形的有限元分析

以行星滚柱丝杠副为研究对象,综合考虑螺纹牙接触角和螺旋升角的影响,利用有限元方法计算轴向弹性变形,将有限元解和解析解进行对比,最大误差为4.85%。在此基础上,分析了不同轴向负载作用下接触角和螺旋升角对轴向弹性变形的影响。结果表明,轴向弹性变形中,赫兹接触变形为主要变形;螺纹牙的弹性变形和von Miese应力变化趋势一致,且呈现明显的载荷分布;轴向变形随着接触角和螺旋升角的增大而减小。可见,合理增大接触角和螺旋升角有利于提高行星滚柱丝杠副的传动精度。     

空心圆柱滚子接触变形的一种计算方法

空心圆柱滚子与套圈间的接触属于非Hertz接触问题.通过对空心圆柱滚子接触特性的分析,发现空心滚子与内、外圈具有线接触变形和本身弹性弯曲变形的双重特性,把空心度作为影响接触变形的一个重要参数,提出了一种计算空心滚子接触变形的方法.该方法计算的结果与有限元方法获得的结果进行对比,结果表明:对于3种不同规格的滚子分别在不同空心度及外载荷的情况下,两者计算结果相当吻合,该计算式可作为空心滚子接触变形计算的-个参考公式.     

风力发电机滚动轴承多体接触有限元分析

以风力发电机圆柱滚子轴承为对象,利用有限元法对其静力学和动态特性进行分析研究,建立了滚动轴承多体接触几何及有限元力学模型,分析了不同载荷、不同滚子数目及空心度的变化对应力和变形的影响规律,最后,进行了滚动轴承的有限元模态分析。相关方法和结论为风力发电机滚动轴承的设计制造及相关接触问题的进一步研究提供了科学依据和基础数据。     

空心圆柱滚子轴承接触力学数值仿真

基于接触力学理论,建立了不同空心度常规直素线圆柱滚子与内圈滚道的三维接触力学模型,进行了有限元数值仿真研究。分析结果表明,空心度对等效应力及接触应力的影响规律是不同的,合理的空心度可减小接触应力的边缘效应,但等效应力滚子两端的边界应力集中总是存在的;在相同空心度下,等效应力和接触应力随载荷的变化规律是不同的;不同载荷作用下,最佳空心度的理论值不同;空心滚子内壁的等效应力值随空心度的增大而增大,存在应力转移现象,并会超过外壁的等效应力值。     

滚子夹套式回转支承轮压均衡方法研究

针对大型回转式起重机械采用滚子夹套式回转支承存在的轮压分布不均衡问题,提出了改变回转支承上轨道不平度的解决方案,探讨了应用有限元分析软件模拟调整轨道不平度实现轮压均衡的具体方法,并设计了验证性试验对实物模型进行了现场测试。试验结果表明,通过调整回转支承上轨道不平度可以改善轮压分布,证明以文中提出的有限元方法指导调整回转支承上轨道不平度可行。     

滚道存放型立体停车库的前驱车辆入库横向滑移研究

滚道存放型立体停车库利用升降搬运器上横移取送装置推动车辆在自由滚道上横向移动。针对前驱车辆进入车轮托放滚道时可能发生的前轮横向滑移现象进行分析，利用ANSYS有限元软件对车辆轮胎与滚柱接触变形进行分析，并建立车辆入库时受力模型，利用Matlab软件求解车辆横摆角度和侧移速度响应，结果显示车辆低速入库时车身前进方向与滚道纵向存在小偏角，其对车辆人库影响不大。     

无预负荷空心圆柱滚子轴承空心度的优化设计

根据接触力学理论，对空心滚子轴承进行了三维有限元分析，在此基础上对空心滚子轴承的空心度进行了优化设计，为最大限度地发挥空心滚子轴承的优势和空心滚子轴承的设计提供参考。