滾珠絲杠副剛度及其對定位精度的影響.pdf

1、作為數(shù)控機(jī)床直線驅(qū)動執(zhí)行單元，滾珠絲杠副在機(jī)床行業(yè)得到廣泛運用。滾珠絲杠副的定位精度很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的定位精度，隨著數(shù)控機(jī)床向高速化、高精度化的方向發(fā)展，對滾珠絲杠副的性能提出了越來越高的要求。和滾珠絲杠副的熱變形及螺旋線誤差對定位精度的影響相比較，滾珠絲杠副軸向接觸變形及軸向接觸剛度對高速滾珠絲杠的定位精度的影響更加明顯。 本課題為國家自然科學(xué)基金資助項目“高速滾珠絲杠副動力學(xué)性能分析及試驗研究”(N0．5067512

2、4)一部分，主要研究滾珠絲杠副軸向接觸剛度的影響因素及其與定位精度的關(guān)系。設(shè)計開發(fā)了“滾珠絲杠副靜剛度測量儀”，使其適應(yīng)工廠現(xiàn)代化生產(chǎn)質(zhì)量檢驗、控制與管理的要求，主要研究內(nèi)容如下： 首先，利用微分幾何方法對滾珠絲杠副進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，根據(jù)赫茲接觸理論對滾珠絲杠副中滾珠的受力與變形進(jìn)行分析研究；推導(dǎo)出了求解單螺母以及雙螺母滾珠絲杠副軸向接觸變形、軸向接觸剛度的理論模型，繪出滾珠絲杠副軸向接觸變形以及軸向接觸剛度曲線；分析結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作

3、載荷以及預(yù)緊力對滾珠絲杠副軸向接觸剛度的影響。 設(shè)計開發(fā)JS—GS100滾珠絲杠副軸向靜剛度測量儀，測量儀由下位機(jī)和上位機(jī)兩部分組成。下位機(jī)以單片機(jī)作為控制核心，包括測力傳感器和微位移傳感器的選取、信號處理電路設(shè)計、外擴(kuò)電路設(shè)計和串口通信電路設(shè)計，并從硬件和軟件兩方面介紹系統(tǒng)所采取的抗干擾措施。上位機(jī)軟件設(shè)計采用VB6.0語言設(shè)計，采用MSCOMM控件來控制接收下位機(jī)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的實時顯示和保存、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用，并最終生成滾

4、珠絲杠副軸向接觸剛度檢測報告，實現(xiàn)檢測報告打印。 利用滾珠絲杠副靜剛度測量儀對G4010-3型單螺母滾珠絲杠副和GD4010-3型雙螺母滾珠絲杠副進(jìn)行剛度檢測，通過理論計算結(jié)果與實際檢測報告的對比，重點分析負(fù)載、結(jié)構(gòu)參數(shù)對滾珠絲杠副軸向接觸變形以及軸向接觸剛度的影響，以及不同預(yù)緊載荷對雙螺母滾珠絲杠副軸向接觸變形以及軸向接觸剛度的影響；并利用滾珠絲杠副性能試驗臺對G4010-3型單螺母滾珠絲杠副和GD4010-3型雙螺母滾珠絲杠