考虑反向器影响的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型

摘要

基于赫兹接触和弹性碰撞理论,分别对滚珠丝杠副反向器入口和出口处滚珠的微观动态行为和受力平衡状态进行分析,揭示滚珠进出反向器时的碰撞和预紧受压对摩擦力矩的影响机理,建立同时考虑反向器入口及出口处影响的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型,并对某型丝杠进行了不同工况下的试验测试。对比分析表明,滚珠进出反向器产生的摩擦力矩是丝杠副摩擦力矩的重要组成部分,计入反向器的影响可以大幅提高摩擦力矩计算精度;其中反向器入口处因滚珠的连环碰撞使得其对摩擦力矩影响较大,而出口处的影响则相对较小。利用模型计算所得摩擦力矩,在不同转速及轴向载荷下均与实测值吻合良好,表明模型具有较高的计算精度。