行星滾柱絲杠機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真及承載特性研究.pdf

1、行星滾柱絲杠是一種依靠螺紋傳動實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線運(yùn)動互換的傳動機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)綜合了行星輪系、滾珠絲杠、滾針軸承的運(yùn)動特點(diǎn),通過在主絲杠周圍設(shè)置若干行星螺紋滾柱,可大幅增加傳動過程中絲杠副的受力接觸面積,具有承受載荷大、傳動精度高、使用壽命長的突出優(yōu)點(diǎn)。
　　介紹了標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠和反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠的工作原理,推導(dǎo)了主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算公式,利用CATIA軟件建立了行星滾柱絲杠的三維模型;討論了滾柱螺紋齒與內(nèi)齒圈螺紋齒之間存在

2、的節(jié)圓匹配偏差現(xiàn)象,分析了該類偏差引起的滾柱與螺母之間的相對滑動速度與軸向位移;通過對兩種行星滾柱絲杠的運(yùn)動仿真計(jì)算了螺母或絲杠的運(yùn)動速度,并與理論值相比較,驗(yàn)證了模型的正確性;通過對滾柱與螺母、絲杠之間設(shè)置接觸條件,研究了機(jī)構(gòu)承受極限負(fù)載情況下螺母和絲杠的速度變化情況,分析了速度產(chǎn)生波動的原因,計(jì)算了滾柱螺紋齒與內(nèi)齒圈、滾柱螺紋齒與絲杠端螺紋齒之間的作用力矩。
　　通過ANSYS Workbench軟件建立了標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠和

3、反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠的有限元模型,預(yù)測了機(jī)構(gòu)承受極限靜載荷作用下滾柱、絲杠及螺母的等效應(yīng)力應(yīng)變以及綜合位移分布;分析了不同牙型角條件下絲杠與滾柱接觸處的等效應(yīng)變分布,研究了滾柱個數(shù)對絲杠、螺母最大綜合位移及等效應(yīng)力造成的影響;計(jì)算了絲杠承受重力作用下的彎曲變形以及變形引起的螺距誤差,提出了兩種減小誤差的方法。
　　利用有限元仿真技術(shù)對行星滾柱絲杠進(jìn)行了模態(tài)分析,得到了機(jī)構(gòu)的固有頻率及主振型圖,研究了支承方式、螺母工作位置、離心力等因