基于动态模型纺织机器滚珠丝杆机构振动特性研究

针对纺织机器滚珠丝杆机构振动问题,建立滚珠丝杆传动机构的动态振动模型,研究了预加载荷、工作台质量、扭转刚度、等效轴向刚度及滚珠螺母的轴向刚度和滚珠丝杆质量对滚珠丝杆传动系统振动特性的影响,以振动加速度为表征形式。研究结果表明,随着预加载荷、扭转刚度、等效轴向刚度、滚珠螺母轴向刚度增加及工作台质量、滚珠丝杆质量减小,滚珠丝杆的振动加速度峰值频率逐渐增加;随着预加载荷、滚珠螺母轴向刚度增加及工作台质量、滚珠丝杆质量减小,振动加速度峰值逐渐增加;随着扭转刚度增加,振动加速度峰值呈现先减小后增加再减小的趋势;随着等效轴向刚度增加,振动加速度峰值呈现先减小后增加再减小的趋势;随着预加载荷增加,滚珠丝杆的传递功率逐渐增加。     

冷轧滾珠丝纤维光学杠坯径计算及工艺

一般螺纹的中径部处于螺纹牙型之内,而滚珠丝杠螺纹按其螺纹特有形式,它的中径是在螺杆牙型之外,即螺杆与螺母中间之滚珠中心连线上,因此滚珠丝杠的螺旋升角按滚珠丝杠公称直径来计算,冷轧滚珠丝杠的坯径就不能以公称直径来考虑。必须到螺杆牙型某一点去找,又因滚珠丝杠牙槽是圆弧形而其牙顶又是近似梯形,牙槽、牙峰分界处极不明显,必须用计算方法求出冷轧坯径。     

一种具变转速滚珠螺杆机构之伺服冲床设计

研究针对滚珠螺杆机构,利用变转速输入的概念,以冲床之深引伸加工制程应用为例,设计出满足所需运动特性之输入转速函数,再实作一伺服滚珠螺杆机构的原型机测试系统,透过实验验证了研究之可行性。由结果得知,变转速滚珠螺杆机构之多样化的输出运动特性,确能满足伺服冲床高速下降、等速加工、以及下死点停留时间延长等特性。     

双螺母定位预紧滚珠丝杠副轴向接触刚度分析

提出一种新的滚珠丝杠副刚度分析方法,建立螺母所受轴向力与滚道正压力之间的关系,分析滚道接触点处的法向变形与螺母相对于丝杠的轴向位移之间的关系。综合考虑滚珠、螺母和丝杠滚道的几何参数,将接触角、公称半径以及螺旋升角作为未知量,建立滚珠丝杠副接触角模型。在此基础上,根据Hertzian接触理论建立了滚珠丝杠副的轴向刚度模型,该模型综合考虑了接触角的变化与滚道正压力之间的耦合关系。根据所建立的刚度模型分别研究了单螺母滚珠丝杠副和双螺母定位预紧滚珠丝杠副的刚度特性。研究结果表明,对于几何参数相同的滚珠丝杠副,在外加轴向力较小时双螺母预紧滚珠丝杠副的刚度明显大于单螺母滚珠丝杠副,随着外加轴向力的增大它们的刚度值逐渐趋近,最后达到相同;双螺母定位预紧滚珠丝杠副的预紧力越大,初始刚度值越大。     

采用弹性连接降低滚珠丝杠副中滚珠对返向器的冲击

建立了滚珠丝杠副中返向器与螺母弹性连接时滚珠与返向器碰撞的模型,推导了连接刚度处于两种极限状态下最大碰撞力的公式,讨论了连接刚度对碰撞力的影响.研究表明,连接刚度较大时,滚珠对返向器的碰撞力也较大,连接刚度对碰撞力的影响程度受滚珠与返向器质量比的影响,该质量比较大时,连接刚度对碰撞力的影响比较明显.振动和噪声的测试结果表明,在返向器与螺母之间采用弹性连接可以有效降低滚珠对返向器的冲击,提高滚珠丝杠副的性能.     

数控机床滚珠丝杠副的系统刚度分析与研究

为提高滚珠丝杠的静态和动态稳定性.以南京工艺装备制造有限公司内循环垫片预紧法兰螺母FFZD型滚珠丝杠副为研究对象,分析了数控机床滚珠丝杠副的系统刚度,这对于丝杠的精度、寿命、疲劳等特性具有一定的借鉴意义.文中分别分析了滚珠丝杠的拉压刚度、支撑轴承刚度、轴向刚度在预紧前后发生的变化.分析结果表明:预紧后比预紧前的滚珠丝杠轴向刚度最大可高出47％.最后得出结论:螺母位置决定滚珠丝杠系统刚度的大小.当螺母朝着丝杠两端移动时,则丝杠系统刚度会随着自身直径增大而明显增大,而当螺母朝着丝杠中点位置移动时,则此时丝杠系统刚度会随自身直径增大而变化不明显.     

高速双螺母滚珠丝杠副轴向接触刚度研究

对双螺母预紧的滚珠丝杠副进行了接触受力分析,推导出接触变形的公式,建立了滚珠丝杠副的轴向刚度计算公式。研究分析了影响滚珠丝杠副轴向刚度的几个主要因素,包括预紧力、螺旋升角、接触角等,给出了这几个因素与滚珠丝杠副轴向刚度对应的关系曲线,为新型高速滚珠丝杠的合理设计提供了理论基础。     

浅谈全电式注塑成形机的滚珠螺杆

全电式注塑成形机以伺服电动机取代传统油压的驱动单元,以机械式组件构成传动系统,是极为绿色环保的机械产品.而数字化控制更赋予全电式注塑机以工厂自动化及智能化的潜力,符合21世纪时代的发展潮流.近年来由于滚珠螺杆所具有的高机械效率及高负荷的性能倍受注目,同时为迎合信息科技(IT)产业精密零部件的需求,由传统油压式注塑成形机已渐渐被具有省能源、精密、控制稳定与洁净等优势的全电伺服式注塑成形机所取代,滚珠螺杆已广泛被运用在全电伺服式注塑成形机各种单元的传动机构上(如图1所示).滚珠螺杆是以滚珠作为螺杆与螺母之间的动力传输接口,进行滚动的运动副.滚珠螺杆系以机床驱动装置之用途为主体发展起来的,其开发的目的在于实现位置精度及其顺畅性.滚珠螺杆已成功地应用在精密机械、自动化、各种动力传输、半导体、医疗和航天等产业上.     

滚珠丝杠进给系统轴向接触刚度研究

为了提高滚珠丝杠进给系统的轴向接触刚度,采用赫兹空间接触理论,推导了滚珠丝杠进给系统轴向接触刚度的理论计算公式,并研究了滚珠丝杠进给系统的结构性能参数对滚珠丝杠进给系统轴向接触刚度的影响。结果表明,滚珠丝杠进给系统的轴向接触刚度随轴向接触载荷、接触角(30°~60°)和滚珠个数的增加而明显增大;随滚道曲率比的增加而明显减小;随螺旋升角(2°~22°)的增加而增大,但增大幅度不明显。     

提高滚珠丝杠传动刚度的几种方法

滚珠丝杠被广泛应用于数控机床的传动系统中,其传动刚度直接影响着机床的定位精度和重复定位精度。文中着重介绍了通过提高丝杠副本身的轴向刚度以及整个滚珠丝杠轴系的系统刚度来提高机床的传动刚度,从而改善丝杠副的加（减）速度特性,提高对运动指令的快速跟踪能力;并简要介绍了通过正确安装滚珠丝杠来提高丝杠的传动刚度,从而提高滚珠丝杠的传动精度和使用寿命。     

丝杠刚度受支撑方式影响的变化规律研究

滚珠丝杠螺母传动机构是机床的进给传动部件,其轴向刚度直接影响机床的定位精度,应用变形协调原理给出了滚珠丝杠螺母传动机构的轴向刚度计算方法。计算结果显示两端固定支撑的丝杠的轴向刚度随长度按抛物线规律变化,其变形最大值在丝杠的中点。     

基于ABAQUS的滚珠丝杠传动刚度的计算分析

滚珠丝杠传动刚度是影响机床精度的关键因素之一,而丝杠的传动刚度,主要取决于该丝杠副在载荷的作用下丝杠的轴向变形、滚珠与滚道间的接触变形和支承轴承的轴向接触变形三者的大小.通过建立滚珠丝杠传动中关键零件受力分析的有限元模型,对滚珠丝杠传动三种主要轴向变形进行计算,并分析三种变形对丝杠传动刚度的影响大小,为提高丝杠的传动精度,改进滚珠丝杠副的性能提供了参考.     

滚珠丝杠舵机应用问题研究

针对导弹用滚珠丝杠舵机,以提高可靠性,减小结构尺寸为原则,对舵机结构进行设计与分析。首先,为提高系统可靠性,选用内循环式滚珠丝杠副作为传动元件。其次,在分析传动间隙产生原因的基础上,对丝杠采用两端支撑的方式,提高了系统支撑刚度、减小轴向间隙;并采用等强度原理对丝杠连接方式进行设计,计算结果在结构最小情况下满足强度要求。最后,对舵机关键部件进行分析,推导出丝杠驱动力矩、传动比和空心轴孔径的精确计算公式,并对螺母连接方式进行设计。结果表明,对滚珠丝杠舵机设计提供了一定的理论指导。     

数控轴承磨床进给传动系统刚度分析

通过分析数控磨床进给滚珠丝杠刚度的影响因素，提出了选用滚动体数目多且增大接触角的大刚度丝杠专用轴承；应用大直径螺栓并严控制其伸出长度；预紧螺母预紧力约为最大轴向载荷的1／3等改进磨床进给伺服机构性能的建议。     

超净环境下垂直升降机构的设计

在洁净度100级环境中,根据洁净、行程、空间等要求,选定"伺服电机+滚珠丝杠+滚动直线导轨"的驱动方式垂直提升重物.采用两根滚珠直线导轨副克服重物偏载对滚珠丝杠的弯矩.分析计算了滚珠丝杠的轴向栽荷、强度、刚度、稳定性和升降机构的整体受力模型,与Ansys workbench对机构进行的建模及应力应变分析结果进行了比较.研究了运动部件的润滑脂对超净环境的影响.     

螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形及传递效率的影响

针对高速数控机床采用的大导程滚珠丝杠副对进给系统性能影响问题,考虑螺旋升角、滚珠与滚道接触面的滑动和滚动摩擦,研究了滚珠丝杠副的轴向弹性变形,利用有限元方法进行了仿真分析;建立了丝杠由转动到直线进给运动的传递效率数学模型,并利用实验进行了验证。结果表明,随着螺旋升角的增大,丝杠副的传递效率提高,轴向弹性变形减小,轴向力减小,提高了轴向定位精度。     

滚珠丝杠-螺母副结合部轴向动态特性参数测试与分析

为了获得滚珠丝杠-螺母副结合面轴向动态特性参数,建立了滚珠丝杠-螺母副滚动结合面轴向动力学参数识别模型并研发了测试平台,分析了不同丝杠结构尺寸参数对丝杠轴向动态刚度的影响规律。实验结果表明,丝杠直径、导程、螺旋升角、工作圈数的增大均可提高其轴向动态刚度,而丝杠装配过程中的预拉伸所产生的轴向应变量会减小丝杠结合面轴向动态刚度。最后建立了滚珠丝杠-螺母副结合面轴向动态刚度神经网络预测模型,预测结果表明计算刚度与实测值相差不超过8%。     

滚珠丝杠副非协调性接触特性研究

滚珠丝杠副中滚珠与丝杠滚道和螺母滚道的接触是一种典型的非协调性接触,这种接触的特性对滚珠丝杠副的承载能力、传动效率和定位精度等都有着重要的影响。为此,采用Hertz接触理论建立了滚珠丝杠副轴向接触刚度的求解公式,然后从滚珠丝杠副轴向负载、设计参数和材料属性等方面分析了滚珠丝杠副的接触特性,最后运用有限元分析软件ANSYS对滚珠与丝杠滚道的接触进行仿真,仿真结果与理论结果非常相近,从而验证了理论分析的正确性。研究结果为高速、重载和精密滚珠丝杠副的设计与使用提供了理论指导。     

滚珠丝杠副传动效率的模型建立及试验研究

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。