滚珠丝杠副轴向静刚度的分析

较高的滚珠丝杠副轴向静刚度是保证滚珠丝杠副很好的定位精度和速度适应能力的关键。考虑螺母承载区域径向变形对螺母组件轴向静刚度的影响,在模型简化的基础上分析推导了螺母组件轴向静刚度的简化计算公式。通过实例,将考虑径向变形影响的计算结果与传统滚珠丝杠副简化计算结果及实验测试结果作对比,证明不考虑螺母承载区域径向变形对螺母组件轴向静刚度影响的滚珠丝杠副轴向静刚度计算是不全面的。研究结果为滚珠丝杠副的准确分析和优化设计打好了基础。     

高速双螺母滚珠丝杠副轴向接触刚度研究

对双螺母预紧的滚珠丝杠副进行了接触受力分析,推导出接触变形的公式,建立了滚珠丝杠副的轴向刚度计算公式。研究分析了影响滚珠丝杠副轴向刚度的几个主要因素,包括预紧力、螺旋升角、接触角等,给出了这几个因素与滚珠丝杠副轴向刚度对应的关系曲线,为新型高速滚珠丝杠的合理设计提供了理论基础。     

双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副轴向接触静刚度灵敏度与可靠性分析

滚珠丝杠副接触静刚度可靠性分析中存在许多不确定参数,对其不确定性建模、可靠性分析和分析参数的变化对刚度的影响等具有重要工程意义。传统的评估滚珠丝杠副静刚度可靠性时,通常假定结构参数和材料性能参数等为随机变量,但是工程实际中往往由于数据信息缺乏,很多情况难以给出分布参数的精确值。因此,将双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副有关的结构参数的误差或不确定性利用区间模型来描述,基于赫兹接触理论,建立双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副轴向接触弹性变形区间模型,提出双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副轴向接触变形灵敏度分析区间方法,并依据滚珠丝杠副接触静刚度失效准则,建立起双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副轴向接触静刚度非概率可靠性模型。通过工程实例计算,评估了其接触刚度的可靠性,分析了各结构参数及载荷的变化时滚珠丝杠副轴向接触变形的灵敏度,说明了该方法的合理性和有效性。     

双螺母定位预紧滚珠丝杠副轴向接触刚度分析

提出一种新的滚珠丝杠副刚度分析方法,建立螺母所受轴向力与滚道正压力之间的关系,分析滚道接触点处的法向变形与螺母相对于丝杠的轴向位移之间的关系。综合考虑滚珠、螺母和丝杠滚道的几何参数,将接触角、公称半径以及螺旋升角作为未知量,建立滚珠丝杠副接触角模型。在此基础上,根据Hertzian接触理论建立了滚珠丝杠副的轴向刚度模型,该模型综合考虑了接触角的变化与滚道正压力之间的耦合关系。根据所建立的刚度模型分别研究了单螺母滚珠丝杠副和双螺母定位预紧滚珠丝杠副的刚度特性。研究结果表明,对于几何参数相同的滚珠丝杠副,在外加轴向力较小时双螺母预紧滚珠丝杠副的刚度明显大于单螺母滚珠丝杠副,随着外加轴向力的增大它们的刚度值逐渐趋近,最后达到相同;双螺母定位预紧滚珠丝杠副的预紧力越大,初始刚度值越大。     

滚珠丝杠副和行星式滚柱丝杠副静刚度的比较研究

首先论述了滚珠丝杠副的静刚度,而后结合三角螺纹的变形推导出行星式滚柱丝杠副刚度计算方法。由于载荷分布对静刚度影响较大,所以先推导出载荷分布规律,再求出静刚度,从而使结果更为精确,通过两种丝杠副的比较,得出行星式滚柱丝杠副的静刚度比滚珠丝杠副的静刚度约大５０％的结论。     

数控机床滚珠丝杠副的系统刚度分析与研究

为提高滚珠丝杠的静态和动态稳定性.以南京工艺装备制造有限公司内循环垫片预紧法兰螺母FFZD型滚珠丝杠副为研究对象,分析了数控机床滚珠丝杠副的系统刚度,这对于丝杠的精度、寿命、疲劳等特性具有一定的借鉴意义.文中分别分析了滚珠丝杠的拉压刚度、支撑轴承刚度、轴向刚度在预紧前后发生的变化.分析结果表明:预紧后比预紧前的滚珠丝杠轴向刚度最大可高出47％.最后得出结论:螺母位置决定滚珠丝杠系统刚度的大小.当螺母朝着丝杠两端移动时,则丝杠系统刚度会随着自身直径增大而明显增大,而当螺母朝着丝杠中点位置移动时,则此时丝杠系统刚度会随自身直径增大而变化不明显.     

滚珠丝杠系统轴向刚度分析与研究

目前滚珠丝杠正向着高速、高精的方向发展,且滚珠丝杠的轴向刚度对数控机床轴向精度的影响也日趋明显,因此,对其刚度特性提出了越来越高的要求。针对滚珠丝杠两种常见的安装方式,通过有限元模型对其轴向刚度进行了分析与研究。     

滚珠丝杠副静刚度试验台工装设计

介绍了滚珠丝杠轴向静刚度试验台机械结构及原理,设计了其防转结构和位移传感器工装。分别考虑滚珠丝杠副绕x轴的转动量和绕y轴的转动量对位移数值的影响,对3个位移传感器的示数通过运算转换成了中心点的位移,提高了最终刚度值的测量精度。最后对该工装和算法进行了试验验证,证明了该方法的可行性。     

微型滚珠丝杠副传动系统的刚度算法

微型滚珠丝杠副应用于直升机飞机控制系统的执行机构－舵机。为确保该部件在高空受强烈振动，大载荷的恶劣环境下可靠工作，对微型滚型滚珠丝杠副在受拉伸或压缩载荷时，将其轴向静态刚度的计算法以及有关数学关系式作一归纳。     

进给滚珠丝杠副传动刚度的计算

介绍了进给滚珠丝杠副传动刚度的计算公式与方法,为确定数控机床及精密机械的定位精度和传动精度提供了设计依据。     

静压丝杆螺母在立式车床的应用

针对现有的重型立式车床中存在的升降传动问题,探讨超重型立式车床的横梁升降机构所采用的静压丝杆螺母的设计及制造工艺,以减少传动系统的摩擦和磨损,提高机床运动精度和传动效率,详细介绍了丝杆螺母的设计与计算,在加工工艺中还从多个方面保证了产品的制造精度,经过定量叶片泵和变量叶片泵的验证实验,还对制造结果进行了讨论与分析,对存在的问题提出了有效的解决办法。     

滚珠丝杠磨削再生颤振稳定性极限预测

滚珠丝杠磨削过程中再生颤振对提高工件质量和生产效率有很大影响。在对滚珠丝杠磨削振动系统建立动力学模型的基础上,推导计算出机床再生颤振系统极限磨削深度与砂轮转速的计算公式及绘制出颤振稳定性极限预测图。最后,通过实验结果验证了该颤振稳定性极限预测模型的有效性和实用性。     

加工中心立柱与床身螺栓联接对立柱静刚度的影响

建立了DVG850高速立式加工中心的简化模型,对立柱和床身之间的螺栓连接进行了研究,通过ANSYS workbench模块得出了不同螺栓直径和凸缘厚度配合下立柱的100组位移数据.建立了螺栓直径-凸缘厚度-整机静刚度的三维曲面图、螺栓直径为27 mm时的凸缘厚度-整机刚度曲线图,并进行了分析.通过对数据和图谱的分析,得出了螺栓直径和凸缘厚度对联接刚度的影响规律,并找出了最佳的几组配合.利用数值分析方法拟合出相应配合的函数,为螺栓连接的配合选择提供了理论依据,也对其他的连接刚度分析起到了一定的指导作用.     

Experimental analysis and simulation of nonlinear microscopic behavior of ball screw mechanism for ultra-precision positioning

In this paper, microscopic behavior of a preloaded ball screw supported by ball bearings is discussed based on experimental results and simulation. An experimental apparatus is specially designed and constructed to independently measure the torques of ball screw, ball bearings supporting the screw shaft and driving motor. It is clarified experimentally that the nonlinear microscopic behavior of a positioning mechanism driven by a ball screw is affected not only by the ball screw itself, but also considerably by the ball bearings supporting the screw shaft. Moreover, the ball screw and the ball bearing have their own properties within the deferent limit of the elastic region, and their contribution ratios to the total apparent property of the mechanism change in a complicated manner according to the driving range. To demonstrate the elastic property, a simulation model for the nonlinear microscopic behavior is proposed using a viscous-elastic-plastic model, and procedure of identifying the model parameters is shown. The simulation results on micro-step positioning agree with the experimental results, and the availability of the simulation model proposed is verified. Moreover, the simulation model obtained is compared with previous analytical models of nonlinearity based on elliptic contact under torsion, and the advantage of the proposed model is demonstrated.     

新型并联机床静刚度特性的有限元分析及优化设计

静刚度分析是机床设计的重要内容之一,对一种新型龙门式并联机床的平面并联机构进行了研究,通过位置逆解求出了广义全工作空间;建立了整机静刚度的有限元模型,得到动平台在广义工作空间下的刚度分布规律;找出影响Z向位置精度的关键因素并进行了优化设计,为进一步改进并联机床提供重要的依据。     

滚珠丝杠副滚动体自旋运动分析

滚珠丝杠副滚动体自转运动中包含自旋和纯滚动,滚动体的自旋运动造成滚动体滑动。利用角接触轴承旋滚比的概念和目前对滚珠丝杠副自旋运动的研究情况,采用运动分析的方法分析了丝杠公称直径、接触角和螺旋升角对滚珠丝杠副自旋运动的影响情况,为设计和选用滚珠丝杠副参数提供了参考。     

滚动直线导轨副静刚度模型的研究

根据滚动直线导轨副的承载特性和结构特点,利用理论力学、弹性力学及其赫兹接触理论等有关方面的知识,对整个滚动直线导轨副的力学性能进行了分析,最终推导出滚动直线导轨副的静刚度力学模型.所得出的刚度模型对提高导轨副刚度、寿命以及结构改进等具有指导意义.     

封闭槽螺母滚动螺旋的特点及其运动分析

介绍一种螺母为非螺旋槽,无返回器滚动螺旋副,并分析了它的结构特点及运动特性。