滾珠絲杠副的接觸變形及其傳動系統(tǒng)的溫度場分析.pdf

1、滾珠絲杠作為一種高效節(jié)能和精密的傳動機構(gòu)，具有高效率、高精度、高速特性及耐磨損性等許多優(yōu)異特性，因此，在國內(nèi)外引起了廣泛的重視和應(yīng)用。
　　滾珠絲杠是數(shù)控機床傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵零件，在提高傳動系統(tǒng)靈敏度、定位精度等方面起到重要的作用。尤其是滾珠絲杠的接觸特性和熱膨脹變形對機床傳動系統(tǒng)的定位精度和反覆精度有直接的影響。因此需要從滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)入手，對滾珠絲杠副的接觸特性進行分析，以減少滾珠絲杠接觸變形對機床精度的影響。同時，滾珠絲杠在

2、傳動過程中由于摩擦力矩會產(chǎn)生大量熱能，因此有必要對滾珠絲杠溫度場的分布進行分析。
　　本文對滾珠絲杠副的研究歸結(jié)為以下四個方面:
　　(1)根據(jù)滾珠絲杠副的主曲率公式，分析螺旋升角、接觸角與主曲率的關(guān)系曲線，得出增大螺旋升角和接觸角，可以有效的改善滾珠絲杠副的接觸性能的結(jié)論。
　　(2)基于赫茲空間接觸理論，建立求解滾珠絲杠副接觸變形的數(shù)學(xué)模型。用Matlab作出滾珠絲杠副的變形曲線和剛度曲線。并得出螺旋升角、接觸角與

3、變形量、剛度之間的關(guān)系曲線，并用ANSYS建立有限元模型證明上述理論的正確性。
　　(3)按照設(shè)計規(guī)格及運行條件，選擇滾珠絲杠傳動系統(tǒng)各部分零件。校核滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、應(yīng)力和最大負載，并用PROE建立滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的模型。
　　(4)建立滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的簡化模型，計算出各個零件的摩擦力矩，并推導(dǎo)出熱分析的邊界條件，加載在有限元模型中，從而對滾珠絲杠傳動系統(tǒng)進行熱力學(xué)溫度場分析。根據(jù)有限元溫度場分析結(jié)果，計算出熱膨脹