考虑误差的行星滚柱丝杠副滚柱承载分布

为改善滚柱螺纹牙承载分布,在丝杠受轴向拉力和螺母受轴向压力作用下,基于滚柱两接触侧变形协调关系,建立考虑误差的滚柱螺纹牙承载分布计算模型.将计算的滚柱各螺纹牙承载比与直接刚度法计算结果进行对比,验证了模型的正确性.系统分析负载、接触角、螺旋升角、滚柱螺纹牙数和螺纹副材料弹性模量比对滚柱承载分布规律的影响.结果表明:在相同误差分布下,负载越小,滚柱螺纹牙承载分布波动越大,负误差更有利于降低前3个螺纹牙承载比例;接触角或螺旋升角越小,滚柱螺纹牙承载分布越均匀;随着螺纹牙数增大,各螺纹牙承载比例逐渐降低,且误差对承载比的影响变小;降低丝杠或螺母弹性模量可有效改善滚柱螺纹牙承载分布.     

反向式行星滚柱丝杠承载分布及寿命分析

反向式行星滚柱丝杠是一种承载能力强,精度高、寿命长的直线传动机构。目前国内外对该机构的研究较少且不能综合分析不同承载条件下各结构参数对载荷分布及疲劳寿命的影响。因此,作者建立了其载荷分布、轴向变形和寿命的计算模型。在柱面坐标系中分别建立丝杠、滚柱和螺母的曲面方程;利用曲面啮合理论求出IPRS一个节距内滚柱分别与丝杠和螺母的啮合点;依据曲面方程和啮合点位置,利用赫兹接触理论建立啮合面接触变形的精确计算方式。根据赫兹变形、组件轴向变形及螺牙变形的几何关系建立载荷分布计算模型,并依据该模型得出特定参数下IPRS承载端的轴向变变形;依据求出的载荷分布、基于Lundberg-Palmgren方程建立寿命评估模型。将承载端轴向变形计算结果与实验数据对比,验证了该模型的准确性。针对关键参数于IPRS性能的影响进行分析,结果表明：载荷分布主要受螺牙数目、滚柱数目和螺旋角的影响,偏载率随着三者增加而增大;轴向刚度受滚柱数目、螺牙数目、螺旋角和螺母外径影响较大,其随滚柱数目和螺母外径的增大而增大,随螺牙数目和螺旋角的增大先增大后减小;接触疲劳寿命受滚柱数目、牙型半径、螺牙数目和接触角影响较大,其随着滚柱数目、牙型半径、螺牙数目的增大而增大,随着接触角的增大而减小。     

行星滚柱丝杠副刚度特性分析及试验验证

为了研究行星滚柱丝杠刚度特性对舵机的影响,本文建立了行星滚柱丝杠的刚度模型。采用微分几何方法描述行星滚柱丝杠非标准螺纹的空间曲面特征,基于赫兹接触理论建立了一种行星滚柱丝杠刚度模型;分析了轴向负载、螺纹接触角和滚柱数量对行星滚柱丝杠轴向刚度的影响规律,并搭建了行星滚柱丝杠刚度测试试验台,开展了轴向刚度验证试验。研究结果表明:行星滚柱丝杠轴向刚度随着接触角和滚柱数量的增大而增大;在相同负载条件下,接触角度和滚柱数量越大,轴向刚度增加速度越快。试验结果与本文模型的计算结果之间的最大误差为8. 3%,验证了本文所建立的行星滚柱丝杠刚度模型。     

行星滚柱丝杠副摩擦力矩及传动效率研究

以行星滚柱丝杠副为研究对象,基于赫兹接触理论和等效球的方法,分别计算了由材料弹性滞后、滚柱自旋滑动和润滑油粘滞阻力所产生的摩擦力矩,分析了接触角、螺旋升角和滚柱牙数对摩擦力矩的影响规律．在此基础上,建立了行星滚柱丝杠副传动效率计算模型,研究了丝杠转速和上述结构参数与传动效率的关系．结果表明,引起摩擦力矩的主要原因是滚柱的自旋滑动;丝杠转速增加导致传动效率呈递减趋势,相同丝杠转速下,较大的轴向载荷能获得较高的传动效率;较大的接触角能够减小摩擦力矩和提高传动效率;螺旋升角对摩擦力矩的影响很小,但能提高传动效率;增加螺纹牙数有利于提高承载能力,并降低总摩擦力矩．     

接触角螺旋升角对滚柱丝杠副传递效率的影响

建立行星滚柱丝杠副的传递效率数学模型,对行星滚柱丝杠副的正传递效率进行研究,并对传动效率影响较大的接触角和螺旋升角进行定量定性的分析,得出了螺旋升角最优值为5°,接触角45°为最佳值,为行星滚柱丝杠副的结构参数优化及产品系列化设计提供参考。     

凸凹接触式行星滚柱丝杠的啮合承载特性

为提高行星滚柱丝杠的承载能力,分析优化行星滚柱丝杠的螺纹牙型,提出一种基于凸凹接触的啮合方式。设计凹圆弧的丝杠和螺母牙型轮廓,基于空间啮合理论推导螺纹曲面方程、空间啮合方程,并基于赫兹接触理论和变形协调方程建立负载分布模型;采用数值计算的方法对啮合点位置、轴向间隙和接触应力进行求解,系统揭示了牙侧角、螺距等参数对啮合点位置、轴向间隙和负载分布的影响规律,并对比分析标准式和凸凹式行星滚柱丝杠的接触应力。结果表明:牙侧角对轴向间隙的影响最大,丝杠和螺母的凹圆弧半径变化对接触点位置和轴向间隙几乎没有影响,但对承载能力影响十分明显;与标准式相比,凸凹接触式行星滚柱丝杠的承载能力有较大的提高,丝杠和螺母凹圆弧半径越小承载能力提高越明显。本研究为研制高承载、高使用寿命的行星滚柱丝杠提供了优化设计和分析的依据。     

高速滚珠丝杠副弹性变形的有限元分析

对于高速滚珠丝杠副,考虑螺旋升角的影响,建立了滚珠丝杠副的受力模型,利用有限元方法分析计算了螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形的影响.结果表明,随着螺旋升角的增大,滚珠丝杠副的法向弹性变形量变化不大,而轴向弹性变形量减少,更有利于提高定位精度.     

确定内啮合斜齿轮副载荷分布及啮合刚度的一种新方法

本文建立了内啮合抖齿圆柱齿轮副齿面坐标系及各坐标系间的转换矩阵,根据三维有限元模型提出了一套计算其载荷分布及啮合刚度的有效方法。该方法通过总体坐标系可在微机上一次求得内啮合斜齿圆柱齿轮副在整个啮合过程中诸接触线上的载荷分布、齿间载荷分配率及轮齿啮合刚度波动,大大地节省了计算时间。计算结果与ISO标准比较后表明本文方法是快速、有效的。     

基于STC89C52单片机的滚珠丝杠副刚度检测系统

介绍了一种基于STC单片机的滚珠丝杠副轴向静刚度检测系统,该系统采用串行A/D转换芯片TLC2543实现对测力传感器和电感测微仪输出信号的采集和处理.设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案,并采用RS-232作为通信接口,对滚珠丝杠副的静刚度曲线进行实时显示.     

单螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性及灵敏度分析

为提高数控机床整机可靠度,基于赫兹接触理论,对单螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性及灵敏度进行研究,利用单螺母滚珠丝杠副的导程、接触角、丝杠公称直径、滚道曲率比、工作载荷等技术参数建立了轴向接触变形的理论模型.根据滚珠丝杠副的轴向接触变形小于加工精度的原则,建立滚珠丝杠副可靠性模型.利用改进一次二阶矩法分析和计算单螺母滚珠丝杠副的可靠度和灵敏度。结果表明:适当增大滚珠丝杠副的导程以及减小滚道曲率比可提高滚珠丝杠副的刚度,减小工作载荷可以降低滚珠丝杠副的轴向接触变形,提高滚珠丝杠副的可靠度.     

基于STC89C52单片机的滚珠丝杠副刚度检测系统

介绍了一种基于STC单片机的滚珠丝杠副轴向静刚度检测系统,该系统采用串行A/D转换芯片TLC2543实现对测力传感器和电感测微仪输出信号的采集和处理。设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案,并采用RS-232作为通信接口,对滚珠丝杠副的静刚度曲线进行实时显示。     

虑及结构参数误差的滚珠丝杠接触载荷建模与分析

为提高滚珠丝杠副的定位精度,提出了一种复合载荷作用下考虑滚珠几何误差的双螺母滚珠丝杠副载荷分布模型,分析了在不同轴向载荷和径向载荷复合作用下所有滚珠接触载荷分布状况,在此基础上分析了滚珠几何误差对滚珠动静态接触载荷分布的影响。仿真分析结果表明:本文提出的载荷分布模型对提高滚珠丝杠副的位置精度预测及其定位误差补偿有较好的参考意义。     

滚动直线导轨副的安装技术分析

本文详细分析了滚动直线导轨副的安装要求及安装方法,并给出了导轨副常用的安装方式,为滚动直线导轨的使用提供了指导.     

滚珠丝杠副与滚动轴承的动力学性能差异研究

在滚动轴承研究与分析的最重要三大理论基础上,通过对国内外研究滚珠丝杠副各项机械性能的实例分析,分析了滚珠丝杠副受力简化模型,探讨了滚珠丝杠副动力学性能研究的重要性与复杂性。     

用有限元法研究蜗杆副轮齿载荷分布的探讨

本文将文献[1]提供的弹性接触问题的二维有限元混合法推广到三维问题,并用FORTRAN算法语言编制了计算机源程序[4],首次将有限元法用于蜗杆副轮齿载荷分布的研究。计算了在P=2000N的外载荷作用下,φ_1=0°所对应的接触线上产生的接触内力及其分布、蜗杆副的综合刚度分布,以及蜗轮齿面上φ_1=-40°,0°、50°三条接触线上的刚度分布。计算结果指出:在接触线上,载荷呈“U”型分布。     

弧块-滚柱式低副超越离合器的研究

针对传统超越离合器的运动副效率低、功率小、寿命短的问题,提出了弧块-滚柱式低副超越离合器.对其主要结构、工作原理、自锁条件、传动能力、接合效率和启闭特性进行了研究.实例计算表明,弧块-滚柱式超越离合器与同等尺寸的传统滚柱式超越离合器相比,具有较大的传动能力和较高的接合效率.同时,试验证明了该离合器具有自锁可靠,启闭灵敏,传动能力大和抗冲击能力强等优点,为解决超越离合器的性能问题提供了新的途径.     

齿轮齿向载荷分布的研究

采用实验研究与有限元计算相结合的方法研究齿轮齿面载荷分布规律，包括齿面均匀接触与一端接触时齿面载荷的分布规律；齿端修整与柔性齿轮结构对齿面载荷分布的影响．研究证明：均匀接触与一端接触都存在载荷集中现象，但应力不均匀程度后者是前者的１．５～２．０倍；齿端修整与增大齿轮结构的柔性是改善齿面载荷分布的有效措施．     

少齿差行星齿轮传动轮齿载荷研究

在少齿差行星齿轮传动中,轮齿的弹性变形可能导致多对齿同时接触共同承载,啮合情况复杂,故建立数学模型对其啮合情况进行分析,并通过有限元仿真对同时啮合齿对数、载荷分配情况、相对误差等方面进行相应的分析,验证了模型的正确性.计算结果表明,处于啮合线上的齿对仅承担了部分载荷,故对齿根弯曲应力计算公式亦进行了适当修正.