数控机床滚动功能部件选型与应用研究

摘要

针对国内数控机床滚动功能部件选型与应用方面集成研究与指导方面的不足，本文立足于使用用户，针对产品生产周期之后的选型—安装调试—使用维护等一系列流程，注重工程应用，循序渐进，产开了本项目的各个研究内容。
　　首先，对数控机床进给轴系统进行系统分析，得出选型影响因素，基于此，设计了主要零部件的选型流程与选型方法，最后得出整体系统选型。然后对安装润滑的应用因素进行归纳，并提出了安装润滑条件下的评价体系以及现有验证设备。
　　其次，基于选型分析，首先对速度和负载进行参数优化，其次对进给轴最重要的滚珠丝杠副和滚动直线导轨副进行选型案例的研究和选型工具的开发。
　　再者，对丝杠副的不同支撑方式、预拉伸以及同轴度进行了分析以及试验验证。对导轨副最典型平行度偏差进行了受力分析，并模拟论证合理性。对丝杠副来说，选择正确的支撑方式和预拉伸长度，保持三点在同一高度上;对导轨副来说，将高度误差和平行度误差控制在一定范围内，才能最大程度保证使用的可靠性和寿命。
　　最后，结合赫兹接触理论和Hamrock-Dowson公式，推导出适用于丝杠副和导轨副的最小油膜厚度计算公式，分析并试验验证了润滑需要合适的油脂量和粘度指标。同时，基于Stribeck曲线与润滑规律，用试验证明速度对润滑应用也有影响。并通过正交试验发现，在实际应用中，各种参数应该综合考虑，并给出了润滑建议。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 滚动功能部件国内外研究概述

1．2．1 选型技术发展现状

1．2．2 基础研究发展现状

1．3 课题背景和研究内容

1．3．1 课题来源及背景

1．3．2 项目研究内容

2 数控机床进给轴系统滚动功能部件选型应用因素分析

2．1 进给轴总体分析

2．2 选型因素分析

2．3 系统选型计算流程

2．3．1 滚珠丝杠副选型设计

2．3．2 滚动直线导轨副选型设计

2．3．3 伺服电机选型设计

2．3．4 滚动轴承选型设计

2．3．5 联轴器选型设计

2．3．6 总体刚度分配

2．3．7 系统选型

2．4 安装与润滑应用因素分析

2．5 安装与润滑的评价方法

2．5．1 评价体系

2．5．2 验证设备

2．6 本章小结

3 丝杠副与导轨副计算优化和选型工具

3．1 选型工况参数计算

3．1．1 丝杠副实际负载的计算

3．1．2 丝杠副平均转速的计算

3．1．3 丝杠副额定动载荷优化

3．1．4 导轨副实际负载的计算

3．1．5 导轨副导轨实际运行速度

3．2 选型案例

3．2．1 滚珠丝杠副选型案例

3．2．2 滚动直线导轨副选型案例

3．3 优化设计选型工具

3．3．1 选型工具总体设计

3．3．2 丝杠副软件选型功能

3．3．3 导轨副软件选型功能

3．3．4 选型工具其他功能

3．4 本章小结

4 不同安装条件对性能的影响

4．1 丝杠不同支撑方式

4．1．1 典型支撑方式

4．1．2 不同支撑方式对性能的影响

4．1．3 丝杠支撑方试验

4．2 丝杠预拉伸

4．2．1 预拉伸结构

4．2．2 预拉伸量估算

4．2．3 丝杠预拉伸试验

4．3 丝杠副安装误差对性能的影响

4．3．1 丝杠副同轴度误差对性能的影响

4．3．2 丝杠副同轴度试验

4．4 导轨副安装误差对寿命的影响

4．4．1 平行度误差对寿命的影响

4．4．2 研究实例

4．5 安装步骤

4．6 本章小结

5 不同润滑条件对性能影响

5．1 不同油脂量下的润滑效果

5．1．1 润滑量对丝杠副摩擦力矩的影响

5．1．2 润滑量对导轨副摩擦力的影响

5．2 不同粘度下的润滑效果

5．2．1 润滑粘度对丝杠副温升的影响

5．2．2 润滑粘度对导轨副摩擦力的影响

5．3 不同速度下的润滑效果

5．3．1 速度对丝杠副性能影响

5．3．2 速度对导轨副性能影响

5．4 实际润滑时的交互影响

5．5 润滑方式

5．6 本章小结

6 总结与展望

6．1 主要研究成果及结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况