高速滚珠丝杆副机械特性分析

摘要

高速精密滚珠丝杆副是数控机床的关键功能部件。随着高速切削技术的发展,对滚珠丝杆副的速度提出了越来越高的要求。滚珠丝杆副的高速化同时带来了振动以及摩擦引起的温升等诸多问题，振动、温升成为制约滚珠丝杆副高速化的关键因素，研究摩擦和噪声等高速滚珠丝杆副的动力学性能，分析影响滚珠丝杆副高速性能的关键因素，为高速滚珠丝杆副的设计和制造提供理论和技术支持,具有重要的理论价值和实际意义。
　　本文应用接触力学和碰撞力学结合实验，研究了滚珠丝杆副刚度特性，滚珠的动力学性能，摩擦温升问题和丝杆副精度。内容主要包括：⑴应用经典力学理论，研究了中空滚珠丝杆副中通孔半径对丝杆副轴向刚度和轴向微变形；⑵根据运动学理论，分析滚珠和返程轨道的动力学关系,探讨碰撞角和转速对碰撞力的影响；⑶应用传热理论和牛顿冷却理论,建立了丝杆副的热力学方程。根据丝杆材料属性研究了丝杆的热变形，并通过有限元仿真验证了其正确性；⑷根据滚珠丝杆副的结构特点，研究分析了滚珠丝杆副出现误差的原因，并提出了误差补偿的具体措施。

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第1章 绪论

1.1丝杆副简介

1.2课题研究背景

1.3课题来源和研究目的及意义

1.4主要存在问题

1.5研究的主要内容

第2章 滚珠丝杆副的轴向刚度

2.1双推-双推安装形式的丝杆轴向刚度

2.2螺母刚度

2.3轴承的刚度

2.4螺母及轴承支承部件的刚度

2.5中空丝杆扭转刚度分析

2.6中空滚珠丝杆副的轴向变形分析

2.7丝杆副传动刚度与轴向位移量分析

2.8本章小结

第3章 滚珠在工作时的动力学分析

3.1 前言

3.2滚珠进出返程滚道的模型分析

3.3理论模型计算和结果分析

3.4 碰撞接触力仿真

3.5本章小结

第4章 滚珠丝杆副热特性分析

4.1机床滚珠丝杆进给系统的热源

4.2滚珠丝杆传热理论

4.3.实验验证

4.4 滚珠丝杆传动系统优化措施

4.5结论与建议

第5章 滚珠丝杆副的精度

5.1数控机床误差分析

5.2影响滚珠丝杆定位精度的因素

5.3误差补偿方法

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1论文的主要工作

6.2展望

参考文献

致谢

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一、基本情况

二、学习经历

三、发表文章