滚珠丝杠副轴向静刚度试验系统开发

设计开发了滚珠丝杠副轴向静刚度测试系统,包括液压加载控制系统、螺母副微位移测试系统。设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案。按照标准测试试验流程,通过RS-232通信接口实现了对滚珠丝杠副轴向静刚度的测试和曲线的实时显示。为滚珠丝杠副轴向静刚度的深入研究,进一步提高滚珠丝杠副的定位精度提供了技术方法及试验平台。     

滚珠丝杠副轴向静刚度测试方案研究

随着滚珠丝杠副向高速、高精度方向发展,对其刚度特性提出了越来越高的要求.研究滚珠丝杠副轴向静刚度测试方案,并设计专用夹具,可以方便地在材料试验机上完成滚珠丝杠副轴向静刚度的测试而不需要增加其他辅助设备.     

极限载荷下滚珠丝杠疲劳弹性寿命可靠性分析北大核心

为了提高极限工况下滚珠丝杠副的可靠性,对滚珠丝杠副疲劳弹性寿命可靠性进行了研究。根据现有的丝杠疲劳弹性寿命模型,基于不确定理论首先建立同时随机不确定性和认知不确定性的疲劳弹性寿命可靠性分析模型;引入两层参数不确定算法,并进行仿真计算,最后研究了各参数及其不确定度对寿命可靠度的影响程度。研究结果表明,参数的不确定性对可靠度影响较大,通过开展可靠性试验,发现试验结果与模型计算的可靠度非常接近,证明了模型的可行性。计算结果表明,轴向载荷的不确定性影响最小,其次是导程、滚珠直径、节圆直径、适应比,接触角的不确定性影响最大,且不确定度越大,对可靠度影响越大。     

提高数控机床滚珠丝杠进给系统机械刚度的措施

现代数控机床要求其进给系统在较高进给速度下具有很好的定位精度和较高的速度适应能力,这就要求进给系统要有较高的刚度。文章分析了影响数控机床滚珠丝杠进给系统刚度的主要因素,提出了提高进给系统刚度的技术措施。     

重载滚珠丝杠副可靠性设计与试验方法研究

从满足重载滚珠丝杠副可靠性要求出发,对其主要失效模式进行了分析,提出了一种基于应力——强度干涉模型和截尾分布理论的重载滚珠丝杠副可靠性设计方法;结合所开发的跑合试验台设计了重载滚珠丝杠副可靠性试验方法.试验结果表明,所提出的重载滚珠丝杠副可靠性设计与试验方法正确有效,适用于重载滚珠丝杠副新产品开发与可靠性检验.     

滚珠丝杠副抗共振可靠性的有限元分析

考虑到轴承刚度的影响,分别计算分析了在刚性支承和弹性支承下的临界转速,利用有限元方法分析计算了轴承刚度对于滚珠丝杠副的动力学特性和抗共振模糊可靠度的影响.结果表明,采用弹性支承时,滚珠丝杠副的第一阶固有频率明显下降;径向刚度主要影响滚珠丝杠副的弯曲模态,而轴向支承刚度主要影响轴向振动;随着径向支承刚度的增加滚珠丝杠副的杭共振模糊可靠度增大.     

基于不确定理论的丝杠预紧力退化可靠性建模北大核心

基于不确定理论,通过建立预紧力加速退化模型和可靠性模型,开展加速退化试验,对未知参数进行估计,提出了一种考虑认知不确定性的滚珠丝杠副寿命可靠度模型。通过该模型,对丝杠寿命的可靠性进行了分析,得出了可靠性随寿命和应力水平变化的趋势。分析可知,随着寿命的增加,可靠度先保持不变,然后急剧下降,最后缓慢下降,且当初始预紧力一定时,应力水平和寿命越大,其可靠度越小。     

数控机床滚珠丝杠副的选择与计算

本文较详细地介绍了数控机床伺服进给系统中滚珠丝杠副的选择与计算。该方法也可作为其它机械用滚珠丝杠副选用和计算的参考。     

基于拟蒙特卡洛法的滚珠丝杠可靠性分析

讨论了滚珠丝杠可靠性计算和分析问题,提出了滚珠丝杠可靠性分析的计算方法;虽然蒙特卡洛方法具有程序结构简单,计算效率与问题维数无关的优点,但工程结构的失效概率往往很小,要获得准确的结果就需要大量的样本,因而计算效率低.针对这一问题,采用Halton序列代替伪随机数,并结合了重要抽样技术建立了可靠性分析的拟蒙特卡洛方法.该方法不但可以大幅度减少抽样点数目,还能够得到确定性的估计值.编制了实用的计算机程序,利用它可以迅速准确地得到滚珠丝杠可靠性的设计信息,为滚珠丝杠的可靠性设计提供了理论依据.     

基于ADAMS滚珠丝杠副动力学的分析与研究

利用ADAMS建立滚珠丝杠副的接触碰撞模型,以期达到对滚珠丝杠副的动力学进行分析和研究。首先利用Solidworks建立滚珠丝杠副的三维模型,将三维模型导入ADAMS环境下定义为接触碰撞模型,然后对模型进行仿真计算,在完成滚珠运动轨迹仿真的基础上,讨论了转速和轴向载荷对滚珠撞击返向器的影响。将讨论分析的结论与实验测量结果进行对比,验证了此仿真分析的准确性。为今后对滚珠丝杠副动力学分析及振动与噪声的研究提供了新的有效方法,具有较好的应用价值。     

球头螺杆断裂原因分析

SCM440钢冲床球头螺杆使用了约1年就发生断裂。采用断口检验、金相分析、化学成分分析和力学性能测试等方法分析了球头螺杆断裂的原因。结果表明:球铁螺杆的显微组织为网状铁素体,晶粒粗大,并存在夹杂物、孔洞及锻造裂纹等缺陷,螺杆热处理过程中裂纹从这些缺陷处产生,并在使用中在应力的作用下扩展,最终导致螺杆断裂。     

高速滚珠丝杠副性能试验与分析方法研究

基于自主开发的性能试验台,对高速滚珠丝杠副的性能试验与分析方法进行了研究.介绍了高速滚珠丝杠副性能试验系统的构成,提出了性能试验的方法;在此基础上,进一步对试验数据的分析方法进行了研究;针对指定型号的高速滚珠丝杠副进行了性能试验,并对试验得到的数据进行了具体分析,试验与分析结果验证了所提出方法的有效性.     

大型螺纹旋风铣床主传动系统轴向刚度的分析与研究

文章以大型螺纹旋风铣床的主传动系统为对象,并运用赫兹接触模型及相关理论,研究了主传动系统中丝杠螺母轴向接触刚度和支承轴承的轴向刚度与轴向负载的关系、丝杠轴及丝杠的扭转等效轴向刚度与负载作用位置的关系,并使用贡献比来评价主传动系统各组成部分对系统整体刚度的影响。计算结果表明:主传动系统整体刚度随轴向负载增加呈非线性增加,在丝杠中间处时系统整体轴向刚度值最小,且整体轴向刚度主要取决于轴承轴向刚度和丝杠轴的轴向刚度。其中,轴承刚度贡献比最大,为65%以上,丝杠轴的轴向刚度贡献比小于31%,而丝杠螺母接触和丝杠扭转引起的轴向刚度的贡献比非常小。因此提高轴承轴向刚度是提高大型螺纹旋风铣床主传动系统刚度的关键。     

铣车加工中心双驱进给系统静动态特性分析

以铣车复合加工中心双滚珠丝杠进给系统为研究对象,基于有限元方法对其进行静动态特性分析。建立了滚珠丝杠进给系统机械模型,对双驱进给系统提出了一种改进方案,通过静动态特性分析验证了改进方案。分析结果表明该改进方法能够有效的提高双驱进给系统的静动态特性,为双驱进给系统的合理使用和静动态特性的提高提供了可靠的理论依据。     

滚珠丝杠进给系统刚柔耦合动力学建模与时变动态特性分析

数控机床运行过程中,多轴滚珠丝杠进给系统的刚度和惯量会随着各轴位姿的变化而变化,致使其动态特性呈时变的特点。多轴滚珠丝杠进给系统时变动态特性的高保真建模与分析已成为数控机床轮廓误差精准预测的瓶颈难题之一。针对这一难题,提出基于拉格朗日方程与Ritz级数法的滚珠丝杠进给系统刚柔耦合动力学建模与分析方法。以某型号五轴加工中心的两轴滚珠丝杠进给系统为具体对象,重点考虑丝杠本体轴扭方向的连续弹性体变形影响,采用拉格朗日方程建立滚珠丝杠进给系统的刚柔耦合动力学模型,并采用Ritz级数法对方程求解,得到动力学模型的数值解。利用所建立的动力学模型分析进给轴位姿对两轴进给系统固有频率和模态振型的影响,发现各阶固有频率和模态振型随进给轴位姿的变化规律与对应阶次的主导轴有关。随着主导轴进给台由固定端移动至支撑端,对应阶次的固有频率逐渐减小,对应阶次的振型中丝杠本体的弹性振动幅值逐渐增大。此外,两轴进给系统的低阶模态振型主要由承载轴主导,高阶模态振型主要由附属于承载轴的子轴主导。最后,通过模态实验对所提方法进行应用验证,证明所建立动力学模型的准确性。研究结果对数控机床轮廓误差的精准预测具有重要参考价值。     

滚珠丝杠螺纹曲面参数非接触测量系统设计

针对目前广泛应用的机床功能部件滚珠丝杠螺纹曲面误差检测方面的不足,设计了滚珠丝杠螺纹曲面非接触测量系统,包括整体测量方案、硬件设计和软件设计.系统硬件主要由试验台、电机控制系统和数据采集系统组成.系统软件以Visual Basic为开发平台,实现数据采集、处理和存储.系统采用高精度非接触位移传感器,采集实际螺纹曲面数据,分析数据,计算螺纹参数误差并保存结果.该系统测量可靠,精度高,自动化程度高,为提高滚珠丝杠产品性能提供了有参考价值的检测手段.     

混合陶瓷滚珠丝杠副动力学性能影响因素分析

陶瓷作为新兴的材料在高速滚珠轴承上得到了广泛应用,目前滚珠丝杠滚珠材料大部分还是以轴承钢为主.论文在赫兹接触、滚道控制理论的基础上,对混合陶瓷滚珠丝杠副进行了等效简化,建立了高速滚珠丝杠副的多体动力学仿真模型,以间隔滚珠尺寸、运行速度和接触角为主要分析对象,通过正交实验,对比分析了不同型式的混合陶瓷滚珠链对滚珠丝杠副力学性能的影响,仿真结果表明,进给速度是影响混合陶瓷滚珠丝杠副摩擦力矩大小的主要因素,其次为间隔陶瓷滚珠的尺寸,通过改变滚珠尺寸建立不同组合的混合陶瓷滚珠链,可以有效提高高速工况下的混合陶瓷滚珠丝杠副的动力学性能.