端块式滚珠丝杠副振动特性分析

为了分析高速下滚珠丝杠副的振动特性,以端块式滚珠丝杠副为研究对象,考虑螺母移动下的动态特性,建立了滚珠丝杠副的振动模型。首先基于可考虑螺母滚道与丝杠滚道接触界面润滑作用的刚度和阻尼矩阵,建立了柔性滚珠丝杠副的混合模型;其次在滚珠丝杠振动与噪声测试实验台上对振动数据进行了采集与分析;最后利用振动模型并结合实验,分析了不同转速和螺母位置的改变对其振动的影响。分析结果表明,螺母在整个振动系统中扮演着移动支撑的角色,螺母的移动对滚珠丝杠副的振动特性有显著影响。     

基于蠕滑理论的精密滚珠丝杠副摩擦力研究

考虑不同相位角处滚珠所受离心力及摩擦力的影响,建立了双螺母预紧式滚珠丝杠副多自由度动力学模型,该模型不再基于所有滚珠受力相等和运动相同的假设,使用蠕滑力模型来表征滚珠与滚道接触界面间的摩擦力;利用经验模态分解（EMD）包络分析方法进行了滚珠丝杠副振动信号撞击频率的提取,与理论计算结果进行对比,对动力学模型进行了验证;分析了丝杠转速、轴向载荷、滚道曲率比和导程对滚珠丝杠副摩擦力的影响规律。     

精密滚珠丝杠副丝杠滚道磨损异常的原因分析

实践中发现,精密滚珠丝杠副丝杠轴滚道的磨损明显大于螺母滚道,本文从弹性接触和润滑状态两方面分析了产生这一现象的原因。研究表明,滚珠与丝杠轴滚道的接触应力高于滚珠与螺母滚道的接触应力,而滚珠与螺母滚道接触面的润滑状态优于滚珠与丝杠轴滚道接触面。该研究结果为滚珠丝杠副的合理设计和适当润滑提供了理论依据。     

预紧力对滚珠丝杠副摩擦力矩波动的影响分析及试验

基于预紧力下的滚珠丝杠副滚珠及螺母滚道的模型,提出了滚珠丝杠副滚珠进出滚道的受力分析方法,推导出了滚珠丝杠摩擦阻力矩波动的计算模型,并进一步分析了丝杠各参数对滚珠丝杠副摩擦阻力矩的影响;试验结果表明,随着预紧力增大滚珠丝杠副的摩擦阻力矩波动也随着增大,波动频率对应于滚珠进出滚道的频率。     

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。     

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。     

高过载脂润滑滚珠丝杠副流固耦合分析

润滑脂润滑对滚珠丝杠副的振动与冲击属于复杂的流固耦合过程。为描述润滑脂与滚珠丝杠间的相互影响,建立滚珠丝杠副与润滑脂的流-固耦合模型,采用耦合拉格朗日-欧拉算法,分析滚珠丝杠副在转速和轴向载荷作用下润滑脂流动和接触滚道的接触应力情况。结果表明：在考虑润滑条件下,滚珠丝杠滚道处的受力更加均匀,接触应力比未考虑润滑脂时减少了18%,这为航天用滚珠丝杠副的选型与设计提供一定的选择准则。     

航天工况下滚珠丝杠副的有限元分析

结合航天工况下滚珠丝杠副的国内外研究状况,建立了滚珠与螺母滚道及丝杠滚道的分析简化模型和接触有限元模型.基于ABAQUS隐式动力学,对滚珠丝杠副的接触变形进行弹塑性仿真,用有限元接触分析结果验证了分析简化模型的合理性,具有一定的理论价值和重要意义.     

滚珠丝杠螺母副热态特性建模方法

以某外循环滚珠丝杠螺母副为研究对象，对其热态特性及其建模方法进行研究。在分析滚珠丝杠进给系统的热源和边界条件的基础上，建立了丝杠稳态温度分布的数学模型，并通过软件编程求解得到丝杠温度场和滚道的存在对丝杠稳态温度的影响；建立了考虑滚道影响的滚珠丝杠进给系统有限元分析模型，获得了滚珠丝杠进给系统稳态和瞬态热特性分析结果；最后通过滚珠丝杠螺母副热特性试验，获得了滚珠丝杠进给系统关键点的温度及其变化情况。研究结果表明：所建立的滚珠丝杠螺母副热特性分析数学模型可以较准确地获得滚珠丝杠的温度场，忽略滚道会使滚珠丝杠螺母副的温度场仿真结果产生15%～20%的误差。     

滚珠丝杠螺母内滚道位置度的测量

针对目前加工滚珠丝杠螺母时,回珠器孔与螺旋槽的相对位置无法现场检测的问题,提出了将直接测量转变为间接测量地方法,设计了一种新型的滚珠丝杠螺母内滚道位置度测量方法,构建了一套滚珠丝杠螺母内滚道位置度测量系统。利用该方法对滚珠丝杠螺母内滚道进行了位置度测量,并与理论值进行了比较。结果表明,该方法具有较高的测量精度及可靠性。研究结果可为回珠器与螺母内滚道的加工位置精度的测量奠定基础。     

滚珠丝杠副滚动体自旋运动分析

滚珠丝杠副滚动体自转运动中包含自旋和纯滚动,滚动体的自旋运动造成滚动体滑动。利用角接触轴承旋滚比的概念和目前对滚珠丝杠副自旋运动的研究情况,采用运动分析的方法分析了丝杠公称直径、接触角和螺旋升角对滚珠丝杠副自旋运动的影响情况,为设计和选用滚珠丝杠副参数提供了参考。     

滚珠丝杠副发展及研究现状

首先介绍了滚珠丝杠副的起源与发展,指出了其工作特点,然后对目前滚珠丝杠副各性能的研究现状进行了归纳,对滚珠丝杠副的发展及研究现状进行了总结,最后对滚珠丝杠副未来的发展趋势进行了综述和展望,为未来对滚珠丝杠副的研究提供参考.     

滚珠丝杠的模态与疲劳寿命分析

高新技术的迅速发展对滚珠丝杠提出了更高的要求,其性能直接影响数控机床整机的质量和寿命。利用HyperMesh有限元软件的Optistruct模态分析模块和Radioss瞬态分析模块,对滚珠丝杠进行了模态分析和疲劳寿命分析,为滚珠丝杠的结构优化设计提供了重要的参考数据。     

滚珠丝杠副滚动体陀螺力矩计算及分析

滚珠丝杠副滚动体在自转的同时还在作绕丝杠轴线的公转运动,滚动体的这种运动产生陀螺效应。笔者根据陀螺力学相应公式,推导了滚珠丝杠滚动体陀螺力矩的近似计算关系式,通过算例演示了所推导关系式的使用方法,揭示了滚珠丝杠滚动体在丝杠副启动或停止阶段所产生的陀螺力矩会远大于其稳定工作阶段所产生的陀螺力矩的事实。     

GCr15制滚珠丝杠热处理工艺研究

GCr15具有高强度、高耐磨性和在高温下稳定的机械性能,可用于制造滚珠丝杠及螺母.其优良性能的发挥在原材料合格的基础上靠合理的热处理工艺来保证.球化退火、高温时效、中频淬火及低温时效是GCr15制滚珠丝杠必不可少的工序.     

Design of high-precision ball screw based on small-ball concept

This paper addresses a design method of ball screws for high-precision feed drives of machine tools. The torque fluctuation of a ball screw influences position deviation, which deteriorates the contorting accuracy. The torque fluctuation comes from the load change of the contacting balls between the nut and the screw shaft during ball circulation. In order to decrease the load change, a ball screw that employs smaller balls was designed and evaluated in the measurement tests. The experimental results showed that the designed ball screw could decrease both the torque fluctuation and position deviation.     

A new diagnostic technique for ball screw actuators

Ball screw actuators are electro-mechanical actuators that translate rotational motion to linear motion with little friction; they are used in precise engineering and particularly in aerospace applications where they replace hydraulic linear actuators. Until now, few diagnostic approaches have been developed with regard to fault detection and characterization of ball screw actuators.     

基于RBF神经网络的丝杠热误差模型研究

数控机床的定位精度是反映机床性能的一项重要指标,由丝杠和螺母相对运动产生的热变形严重影响定位精度。结合丝杠热变形的非线性等特点,采用径向基函数神经网络方法建立丝杠热变形误差模型。同时在XHFA2420大型仿形定梁龙门加工中心,对模型进行了实验验证。     

滚珠丝杠系统轴向刚度分析与研究

目前滚珠丝杠正向着高速、高精的方向发展,且滚珠丝杠的轴向刚度对数控机床轴向精度的影响也日趋明显,因此,对其刚度特性提出了越来越高的要求。针对滚珠丝杠两种常见的安装方式,通过有限元模型对其轴向刚度进行了分析与研究。     

陶瓷球轴承的应用及市场分析

阐述了高速高精度主轴轴承用氮化硅陶瓷滚动体材料的性能特点与钢制滚动体的性能对比,及目前陶瓷球轴承市场分析和展望。