行星滚柱丝杠滚柱载荷差异分析与研究

基于行星滚柱丝杠中各滚柱啮合位置的差异,提出了各滚柱在丝杠和螺母两侧螺纹牙载荷分布的计算方法。通过分析得出若实现各滚柱啮合位置完全相同,丝杠和螺母的螺纹头数应是滚柱个数的整数倍。综合考虑行星滚柱丝杠滚柱啮合位置及轴段变形、螺纹牙接触变形和弯曲变形等因素,根据变形协调方程和牛顿第二定律,计算分析了各滚柱的载荷分布规律,并通过有限元算法验证结果的正确性。结果表明,当滚柱啮合位置不同时会造成各滚柱的载荷差异,并且啮合位置最高的滚柱两侧承受的载荷最大。     

循环式行星滚柱丝杠副的热力耦合特性研究

为了研究循环式行星滚柱丝杠副在不同轴向载荷和不同工作温度下的变形和接触应力分布规律,以循环式行星滚柱丝杠副中的丝杠为研究对象,采用热力耦合仿真方法,建立了循环式行星滚柱丝杠副的有限元模型,研究不同工况下滚柱丝杠副的轴向载荷和工作温度使丝杠产生的变形和接触应力规律.对比轴向载荷、工作温度、热力耦合3种工况下丝杠的变形和接...     

差动式行星滚柱丝杠副的运动特性与动力学分析

差动式行星滚柱丝杠副是一种将环槽传动与螺纹啮合相结合的机械传动机构。为了探究差动式行星滚柱丝杠副的动态特性,研究一种新型的差动式行星滚柱丝杠副的结构组成与运动原理,建立其三维模型,并将模型导入虚拟样机分析软件中,通过设置合适的连接关系,对三维模型进行运动学及动力学仿真分析。结果表明：虚拟样机中差动式行星滚柱丝杠副的运动过程与运动分析相符合,验证了运动分析的合理性;当在螺母上施加负载时,滚柱与螺母之间的环槽设计使接触力波动更规律;随着负载的持续增大,丝杠与滚柱之间、螺母与滚柱之间的接触力波动也持续增大,加剧了机构内部的磨损情况,缩短了机构的运行寿命。     

行星滚柱丝杠啮合计算与干涉消除

由于行星滚柱丝杠啮合接触点偏移现象导致其在装配过程中存在干涉现象。为精确描述行星滚柱丝杠啮合接触状态,利用滚柱、螺母以及丝杆的相对位置关系,通过坐标变换,建立空间啮合坐标系。采用对行星滚柱丝杠螺纹螺旋曲面进行离散,进而对行星滚柱丝杠啮合接触状态进行求解的方法,对螺旋曲面轴向距离进行计算,计算精度远高于0.001mm。通过在Solid Works中建立虚拟装配模型,进行干涉量分析,验证了方法的正确性。在此基础上,提出了通过调整螺纹几何中径的方法以消除行星滚柱丝杠在实际装配过程中的干涉问题,理论分析计算结果与实际加工装配情况一致,验证了方法和分析结果的有效性。     

行星滚柱丝杠螺纹误差对啮合状态影响分析

由于行星滚柱丝杠螺纹型面加工制造误差,实际啮合接触状态发生改变,导致行星滚柱丝杠出现侧隙或干涉现象。对此,基于空间啮合原理,利用滚柱、丝杆以及螺母之间的相对位置关系,建立行星滚柱丝杠螺纹螺旋曲面空间啮合坐标系;建立啮合方程,通过数值算法对啮合方程进行求解,精确计算出零侧隙条件下行星滚柱丝杠螺纹几何参数。在此基础上,分析了行星滚柱丝杠螺纹几何中径误差,螺距误差,牙型半角误差,滚柱型面圆弧半径误差对行星滚柱丝杠啮合状态的影响。误差分析结果与实际生产产品效果一致,验证了方法和分析结果的有效性。     

滚柱直线导轨副摩擦力与预加载荷的关系研究

针对目前滚动直线导轨副在工作过程中较为复杂的摩擦情况,基于有预加载荷的滚柱直线导轨副的结构特点,建立滚柱过盈量和预加载荷的关系式,结合滚柱直线导轨副的摩擦力和正压力的平衡方程,推导出滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷的数学模型。使用滚动直线导轨副摩擦力试验台对四种不同过盈量的滚柱直线导轨副进行摩擦力测量。试验结果表明:当无外载荷、美孚100号润滑、无密封圈的情况下,有预加载荷的滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷成正比;可通过这个状态下的平均摩擦系数来计算滚柱直线导轨副的预加载荷的大小。     

特定五维载荷工况下滚动直线导轨副载荷分布研究

考虑五维载荷和滚珠精度误差的情况,推导出力和力矩的载荷平衡方程,建立了滚动直线导轨副载荷分布模型。利用Ansys Workbench建立滚动直线导轨副有限元模型,得到的所有滚珠应力应变结果。最终通过仿真分析研究了五维载荷、滚珠精度误差和外载荷对滚动直线导轨副载荷分布的影响。研究结果表明:当工作载荷一定时,五维载荷会使导轨副载荷分布变差;滚珠精度误差会使导轨副载荷分布产生波动,且误差越大,波动越大。     

滚珠丝杠副空回程角研究

预紧的滚珠丝杠副在正反向换向的过程中,扭矩会减小至零,再由零增大至正常扭矩。在此过程中丝杠或螺母旋转的角度称作空回程角,反映在机床上为轴向间隙。不论滚珠丝杠副是双螺母垫片预紧还是单螺母变位预紧,这个空回程角是不能消除的,但采用适当办法可以将其减小。文章以滚珠丝杠副中滚珠的螺旋运动分析和受力分析为基础,深入剖析了滚珠丝杠副空回程角产生的原因。更进一步研究了减小空回程角的措施。研究结果在实际生产中取得了很好的效果。     

滚珠丝杠副的智能化设计

滚珠丝杠副是数控系统中重要的传动机构.文章利用计算机集成技术和面向对象技术研制开发了滚珠丝杠副智能化设计系统,设计效率高,数据可靠.     

滚柱直线导轨副磨损系数计算与试验研究

磨损系数是表征滚柱直线导轨副耐磨性的重要参数,然而目前关于滚柱直线导轨副磨损系数的计算方法和试验研究较为缺乏。基于Archard磨损理论,考虑滚柱直线导轨副滑块沿导轨往复运动的特点,引入了修正系数。结合滚柱与滚道间的接触载荷以及滑动速度,建立了新的滚柱直线导轨副磨损系数计算模型。搭建了滚柱直线导轨副加载运转试验系统,测量得到了两根滚柱直线导轨副的摩擦力变化曲线。试验结果表明,滚柱直线导轨副在磨损过程中的摩擦力呈现先快速下降,再缓慢下降,最后小幅度上升的趋势,测得两根样件的磨损系数分别为1.57×10^-13和1.16×10^-13,均处于10^-13这一数量级,这一磨损系数可以用于滚柱直线导轨副磨损相关研究。     

滚柱直线导轨副精度损失模型及其试验研究

针对滚柱直线导轨副精度保持性问题,对其在加载条件下运动精度损失过程进行建模与试验研究.基于经典力学与Hertz弹性接触理论对滚柱直线导轨副在加载条件下滚柱与滚道间接触面进行了力学与变形分析;分析了载荷作用下滚道磨损量的动态变化特性,在此基础上建立滚柱直线导轨副运动精度损失模型;提出了对滚柱直线导轨副运动精度损失过程进行试验的方法.试验结果表明,所建立的模型正确有效,能描述滚柱直线导轨副在加载运行条件下运动精度变化规律.     

滚珠丝杠副综合测试平台定位误差研究

对滚珠丝杠副综合测试平台进行误差分析,以期达到对滚珠丝杠副综合测试平台进行精度评价和误差补偿。主要从影响测试平台定位误差的系统刚度和热变形两个方面进行分析,改进了之前滚珠丝杠副力学模型和热分析模型,将用改进的计算模型计算的定位误差与实验测量结果进行对比,验证了新计算模型的有效性。这为未来滚珠丝杠副综合测试平台的误差计算提供了新的有效方法,具有较好的应用价值。     

多孔质气体静压丝杠螺母副研究

气体静压丝杠螺母间的气体薄膜使气体静压丝杠螺母之间的摩擦、磨损极小,极大地提高了静压丝杠螺母副的使用寿命.螺母所采用的多孔质材料可提供众多的微小节流孔,使气体静压多孔质丝杠螺母副具有高承载能力、高阻尼和很好的稳定性等优点.本文根据气体静压丝杠螺母副的几何模型与气体静压圆锥轴承的几何模型的相似性,即气体静压丝杠螺母副可看作是相对的气体静压圆锥轴承以一定的螺距沿轴方向排列而成的,通过对气体静压圆锥轴承的分析和有限元推导,分析了气体静压丝杠螺母副的静态性能.并通过实验验证了理论推导的正确性.     

滚柱直线导轨副摩擦力动态测量系统及试验研究

在综合分析滚柱直线导轨副动态摩擦力测量系统功能及定位的基础上开发其测量系统,包括软件及硬件组成、数据采集与分析系统等。基于此测量系统对滚柱直线导轨副动态摩擦力进行试验分析,在试验过程中发现造成某型号导轨滑块摩擦力波动的原因,并针对此现象提出改进方法,为高性能滚柱直线导轨副的生产提供帮助。     

滚珠丝杠副的接触疲劳行为

通过显微硬度、化学成分、扫描电镜和能谱仪等方法对接触疲劳试验样品进行了分析。结果表明,试样经过一定周次的循环加载,滚道表面出现点蚀、微裂纹和剥落等现象。疲劳裂纹主要从滚道表面萌生,并与表面呈一定角度向内部扩展。材料内部的非金属夹杂物对裂纹的萌生和扩展发生影响。次表面疲劳裂纹优先在Al₂O₃·MgO颗粒周边萌生和扩展,并没有在TiN颗粒周围萌生。     

预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响研究

为了研究预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响,文中提出采用ADAMS仿真分析和实验相结合的方法。首先,通过采用不同过盈量的滚柱来表示不同的预紧力;然后,用ADAMS仿真软件对不同预紧等级下的滚柱直线导轨副进行仿真分析得到各阶固有频率及振型;最后,采用锤击法对仿真结果进行实验验证。从结果分析可以看出,仿真结果和实验结果基本吻合,且预紧力增大,导轨副的各阶固有频率也相应增大。文中的研究结果对研究机床振动和振动控制以及准确进行机床动态优化设计具有重要意义。     

考虑支撑变形的转盘轴承接触载荷分布的计算

提出一种考虑轴承套圈及其支撑结构弹性变形的大型转盘轴承接触载荷分布的计算方法。利用该方法分析了支撑结构弹性变形、轴承游隙及初始接触角对四点角接触球轴承接触载荷及接触角分布的影响。其结果与采用有限元方法得到的结果基本吻合,且计算效率大大提高。研究成果为定性分析大型转盘轴承的承载能力提供了理论依据。