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滚珠丝杠副传动效率的模型建立及试验研究

仪器仪表学报 2023年第2期44卷 175-183页

作者：张敏华祖莉徐子杰南京理工大学机械工程学院南京210094 数控机床功能部件共性技术工业和信息化部重点实验室张家港215600

传动效率是衡量滚珠丝杠副的传动性能的重要指标,目前传动效率的研究对接触面的摩擦润滑情况缺少深入分析,试验研究较少且多是针对某型号样件。为了得到更符合实际情况的传动效率模型并对传动效率影响因素进行分析,基于载荷分布理论,分... 详细信息

传动效率是衡量滚珠丝杠副的传动性能的重要指标,目前传动效率的研究对接触面的摩擦润滑情况缺少深入分析,试验研究较少且多是针对某型号样件。为了得到更符合实际情况的传动效率模型并对传动效率影响因素进行分析,基于载荷分布理论,分析考虑工艺误差的滚珠丝杠副承载运动情况,再结合弹流润滑理论得到滚珠丝杠副在不同工况下的摩擦系数变化规律,从而得到新的传动效率模型,再对传动效率影响因素进行计算和分析,最终设计试验验证传动效率模型并分析不同轴向负载、转速、预紧力、润滑粘度对传动效率的影响。试验结果表明新模型的计算值与试验值的相对误差最大为6.42%,验证了新模型的有效性与合理性。

关键词：滚珠丝杠副工艺误差弹流润滑传动效率模型影响因素试验研究

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滚珠丝杠副刚度影响因素及试验研究

振动与冲击 2013年第11期32卷 70-74页

作者：陈勇将汤文成王洁璐东南大学机械工程学院南京211189

为提高滚珠丝杠副静态与动态分析精度,利用滚珠丝杠副中丝杠滚道的力与力矩平衡方程,并考虑变化的接触角及接触变形影响,建立联合载荷作用下精确的滚珠丝杠副刚度数学模型。并分析滚珠丝杠副刚度影响因素及规律,结果表明,滚珠丝杠副刚... 详细信息

为提高滚珠丝杠副静态与动态分析精度,利用滚珠丝杠副中丝杠滚道的力与力矩平衡方程,并考虑变化的接触角及接触变形影响,建立联合载荷作用下精确的滚珠丝杠副刚度数学模型。并分析滚珠丝杠副刚度影响因素及规律,结果表明,滚珠丝杠副刚度随轴向、径向载荷的增大而变大,随倾覆力矩增加而减小;增大导程与减小滚道曲率比可提高滚珠丝杠副刚度;轴向刚度随轴向载荷、导程和滚道曲率比的改变所受影响最大,角刚度主要受径向载荷和倾覆力矩的影响,径向刚度受载荷与结构参数影响较小。通过与滚珠丝杠副轴向静刚度测量结果比较,所建模型合理、可靠。

关键词：滚珠丝杠副联合载荷赫兹接触刚度

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滚珠丝杠副接触变形影响因素分析

东北大学学报（自然科学版） 2011年第4期32卷 567-570页

作者：王丹王文竹孙志礼周亮东北大学机械工程及自动化学院辽宁沈阳110819

从滚珠丝杠副的结构参数入手,计算出滚珠丝杠副的主曲率半径,并做出接触角、螺旋升角与主曲率的关系曲线.以赫兹空间接触理论为依据,对滚珠丝杠副的接触变形进行理论计算,并对接触角、螺旋升角与接触变形、接触刚度之间的关系做进一步探... 详细信息

从滚珠丝杠副的结构参数入手,计算出滚珠丝杠副的主曲率半径,并做出接触角、螺旋升角与主曲率的关系曲线.以赫兹空间接触理论为依据,对滚珠丝杠副的接触变形进行理论计算,并对接触角、螺旋升角与接触变形、接触刚度之间的关系做进一步探讨.采用ANSYS有限元模型对上述接触变形计算结果进行验证.结果验证了理论模型的正确性,表明适当增大接触角、螺旋升角可以有效改善滚珠丝杆副传动性能.

关键词：滚珠丝杠副接触角螺旋升角接触变形有限元模型

滚珠丝杠副关键加工尺寸误差与预紧转矩关系研究

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仪器仪表学报 2021年第11期42卷 17-26页

作者：刘东祖莉林炜国南京理工大学机械工程学院南京210094

预紧转矩是决定滚珠丝杠副可靠性的重要影响因素,目前预紧转矩的计算主要依据经验公式,理论计算值与实际预紧转矩值误差较大。为了准确计算滚珠丝杠副的预紧转矩,基于接触变形和载荷分布理论,分析关键加工尺寸误差对预紧转矩的影响,建... 详细信息

预紧转矩是决定滚珠丝杠副可靠性的重要影响因素,目前预紧转矩的计算主要依据经验公式,理论计算值与实际预紧转矩值误差较大。为了准确计算滚珠丝杠副的预紧转矩,基于接触变形和载荷分布理论,分析关键加工尺寸误差对预紧转矩的影响,建立中径误差、导程误差与滚珠丝杠副预紧转矩关系模型。利用滚珠丝杠副导程误差、型面检测试验台测量不同型号丝杠副的导程误差、中径值,通过导程误差、中径误差计算滚珠丝杠副的预紧转矩理论值。利用滚珠丝杠副预紧转矩试验台测量预紧转矩实际值,测量结果表明预紧转矩的理论计算值与试验值的相对误差为0.65%~12.18%,均小于前人模型的15.07%~43.57%,理论模型与实际预紧转矩的一致性较好,验证理论模型的正确性。

关键词：滚珠丝杠副关键加工尺寸误差预紧转矩中径误差导程误差

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滚珠丝杠副动态接触特性分析

重庆大学学报（自然科学版） 2013年第3期36卷 42-47页

作者：刘更张晓彩马尚君佟瑞庭西北工业大学机电传动与控制陕西省工程实验室西安710072

基于Hertz接触理论,在考虑运行工况引起的接触角变化和离心力的基础上,通过受力分析,建立了滚珠丝杠副的力平衡方程并提出一种计算滚珠丝杠副运转过程中接触变形的方法。以某型号滚珠丝杠副为例,分析了轴向载荷、丝杠转速、接触角和螺... 详细信息

基于Hertz接触理论,在考虑运行工况引起的接触角变化和离心力的基础上,通过受力分析,建立了滚珠丝杠副的力平衡方程并提出一种计算滚珠丝杠副运转过程中接触变形的方法。以某型号滚珠丝杠副为例,分析了轴向载荷、丝杠转速、接触角和螺旋角对滚珠丝杠副接触特性的影响。分析结果表明,转速增大时丝杠侧的接触变形减小,螺母侧的接触变形增大,两侧接触角的差值增大,当转速增大到一定程度时,螺母侧的接触变形会大于丝杠侧;载荷越小,运转过程中接触角的变化越大,对接触变形的影响也较大;接触变形随接触角和螺旋角的增大而减小。

关键词：滚珠丝杠副接触角接触变形螺旋角

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滚珠丝杠副超声减摩振子优化设计与试验

压电与声光 2022年第1期44卷 106-110,117页

作者：陈晔谢友明何勍辽宁工业大学机械工程与自动化学院辽宁锦州121001

该文提出了一种减小滚珠丝杠副摩擦力的超声振动减摩振子。将激振器与滚珠丝杠的螺母通过螺栓在法兰处相连,通过激发减摩振子的二阶扭转振动模态,实现对滚珠丝杠副的减摩。利用有限元分析软件对减摩振子进行模态分析并对激振器套筒长度... 详细信息

该文提出了一种减小滚珠丝杠副摩擦力的超声振动减摩振子。将激振器与滚珠丝杠的螺母通过螺栓在法兰处相连,通过激发减摩振子的二阶扭转振动模态,实现对滚珠丝杠副的减摩。利用有限元分析软件对减摩振子进行模态分析并对激振器套筒长度、激振器法兰厚度及内孔直径进行正交试验,通过优选得到最佳组合并确定其主要结构尺寸,试制了样件。最后对减摩振子进行实验测试,验证了该减摩方法的可行性。

关键词：超声振动减摩滚珠丝杠副扭转模态正交试验

滚珠丝杠副精密运动平台全行程定位精度预测及补偿

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机械科学与技术 2023年

作者：唐勉志唐皓湖南科技大学机电工程学院

定位精度是衡量精密运动平台运动准确度的关键指标。本文通过分析高精度精密运动平台滚珠丝杠副的误差源，揭示定位精度传递规律，提出了一种以滚珠丝杠副为主要研究对象，覆盖宏(10mm)、小(1mm)、微(0.1mm)行程尺度下的精密运动平台全... 详细信息

定位精度是衡量精密运动平台运动准确度的关键指标。本文通过分析高精度精密运动平台滚珠丝杠副的误差源，揭示定位精度传递规律，提出了一种以滚珠丝杠副为主要研究对象，覆盖宏(10mm)、小(1mm)、微(0.1mm)行程尺度下的精密运动平台全行程定位误差预测及补偿方法。首先，分析精密运动平台滚珠丝杠副的机械结构特点，提炼误差源信息；其次，分别分析滚珠丝杠副安装误差、装配误差和导程误差的形成特点，解耦各误差项信息，建立以滚珠丝杠副为对象的精密运动平台综合定位误差模型；第三，基于滚珠丝杠副-定位误差模型，分析宏、小、微行程下精密运动平台定位误差成因机理，揭示不同行程下滚珠丝杠副误差参数与精密运动平台定位误差的映射规律，形成全行程定位精度预测与补偿方法。实验结果表明，根据该误差模型，分别对20mm、2mm、0.2mm行程下精密运动平台定位误差进行补偿，结果分别从13.7μm、7.9μm、4.6μm，下降到2μm、1.5μm、1μm以下，精度有明显的提升。

关键词：精密运动平台全行程定位精度滚珠丝杠副误差预测误差补偿

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螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形的影响分析

中国机械工程 2008年第9期19卷 1079-1083页

作者：姜洪奎宋现春张佐营山东建筑大学济南250100 山东大学济南250061

考虑螺旋升角的因素,建立了滚珠丝杠副的受力模型,应用微分几何理论推导了螺旋面的主曲率,并进一步分析了螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形的影响。计算结果表明,随着螺旋升角的增大,滚珠丝杠副的法向弹性变形量也随着增大。

关键词：滚珠丝杠副螺旋面主曲率法截面

考虑径向间隙的非理想双圆弧滚道滚珠丝杠副接触角建模和分析

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振动与冲击 2019年第20期38卷 181-187页

作者：姜洪奎宋现春许向荣李彦凤王乐源刘涛杜伟荣伯松山东建筑大学机电工程学院济南250010 山东济宁博特有限公司济宁272071

双圆弧(哥特式)滚道可以使滚珠丝杠副的承载能力、刚度和传动精度更加稳定,在精密型滚珠丝杠副结构中广泛采用,但是双圆弧滚道的制造和测量都比较困难,往往得到非理想滚道。由于滚道误差、径向间隙与滚珠丝杠副的主要性能指标-弹性变形... 详细信息

双圆弧(哥特式)滚道可以使滚珠丝杠副的承载能力、刚度和传动精度更加稳定,在精密型滚珠丝杠副结构中广泛采用,但是双圆弧滚道的制造和测量都比较困难,往往得到非理想滚道。由于滚道误差、径向间隙与滚珠丝杠副的主要性能指标-弹性变形接触角之间存在非线性关系,导致精密滚珠丝杠副装配后的性能不易控制。为了优化滚珠丝杠副的装配质量,考虑初始游隙和接触角变化等因素,基于赫兹弹性接触理论和变形协调原理建立了非理想滚道截形的滚珠丝杠副弹性变形接触角的计算模型,并通过对比双半内圈球轴承初始接触角的计算公式,验证了提出的计算模型的通用性和正确性。以精密滚珠丝杠副3210为例,分析了内外滚道误差、径向间隙及滚珠大小对弹性接触角的影响规律。研究结果可为滚珠丝杠副的装配方法和优化设计等提供理论参考和依据。

关键词：滚珠丝杠副弹性变形接触角径向间隙赫兹接触滚道误差