面向双螺母滚珠丝杠副的快速辅助装配设计理论研究和软件开发

摘要

滚珠丝杠副的高精度、高效率及耐磨的优点，使得其在数控机床、压塑机械、车辆、航空机械、医疗机械、水利设施等领域有着广泛的应用。滚珠丝杠副应用的多样性对其个性化制造和装配提出了更高的要求。目前装配周期长是影响滚珠丝杠副制造效率的主要因素，其主要原因是滚珠丝杠副装配理论不完善，特别是涉及到具有个性化参数滚道的滚珠丝杠副装配模型适应性差、数值计算算法复杂，缺少相关的专业软件，所以不能满足当前滚珠丝杠副快速设计装配的需求。 本文针对上述问题，考虑滚珠丝杠副的个性化滚道参数，建立了可以适用于不同滚道结构参数的双螺母滚珠丝杠副的力学模型，研究了滚珠丝杠副装配性能参数（刚度、摩擦力矩、弹性接触角）的计算方法，在此基础上，以matlab的GUI模块设计为开发环境设计了双螺母滚珠丝杠副的计算机辅助装配设计软件及装配质量评价软件。本文的主要研究内容如下： 1） 在查阅国内外相关文献的基础上，综述了目前双螺母垫片滚珠丝杠副的装配流程和装配质量的测量、评价方法，并对目前计算机辅助装配软件的设计开发现状进行了总结，同时根据工艺流程，对滚珠丝杠副的辅助装配软件功能进行了规划和模块划分。 2） 建立了非等适应比滚道接触角的滚珠丝杠副弹性变形的力学模型，和相应的弹性接触角求解算法；推导了不同滚道适应比、滚道设计角和预紧力条件下的滚珠丝杠副装配的摩擦力矩、轴向刚度性能计算公式为滚珠丝杠副的辅助装配软件的设计提供了理论依据。 3） 滚珠丝杠副辅助装配软件的设计开发。根据滚珠丝杠副的弹性接触角数学模型，应用matlabGUI设计模块，开发了滚珠丝杠副辅助装配软件，满足了滚珠丝杠副辅助装配的需求。 4） 滚珠丝杠副质量评价软件的设计开发。基于滚珠丝杠的弹性变形、摩擦力矩、刚度的数学模型，应用matlabGUI设计模块，开发了滚珠丝杠副装配质量评价软件，可以对不同设计参数螺母、丝杠、滚珠、垫片等零件装配后的滚珠丝杠副装配后的质量性能给出相应的参数值。

目录

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2015070105-王乐源-面向双螺母滚珠丝杠副的快速辅助装配设计理论研究和软件开发-机械电子工程-姜洪奎-机电工程学院.word(1).pdf

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2.2辅助装配方式的研究现状

1.3课题研究目的和内容

2.1 辅助装配设计的需求分析

2.2系统的总体功能模块设计

3.1滚珠与滚道的接触变形和应力数学模型

3.2滚珠丝杠副装配质量评价指标-摩擦力矩计算

3.3滚珠丝杠副装配质量评价指标-轴向刚接触度计算

4.1滚珠丝杠副辅助装配的主功能模块

4.8本章小结

5.1滚珠丝杠副装配质量评价指标-摩擦力矩计算模块设计

5.1.1滚珠丝杠副的摩擦力矩输出界面设计

5.1.2不同温度条件下的滚珠丝杠副预紧力矩

温度变化会影响滚珠丝杠副的性能。当温度发生变化，滚珠丝杠副的丝杠、螺母及滚珠会膨胀，产生挤压，使滚珠

5.1.3滚珠丝杠副摩擦力矩计算实例展示

图5.4 摩擦力矩计算结果

6.1 全文总结

6.2 展望

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况