双螺母预紧滚珠丝杠副轴向静刚度与扭转变形关系研究

为了研究扭转变形对滚珠丝杠副轴向静刚度影响,对双螺母预紧滚珠丝杠副的滚珠进行动力学分析,并考虑接触角的变化,建立滚珠丝杠副扭转变形数学模型。使用滚珠丝杠副摩擦力矩试验台、静刚度试验台对双螺母预紧滚珠丝杠副进行摩擦力矩、静刚度检测。结果表明:滚珠丝杠副刚性测量中对丝杠进行扭转补偿后,测量结果更加合理、准确;滚珠丝杠副刚性测量中,丝杠被测长度越长,丝杠产生的扭转变形越大,对滚珠丝杠副轴向静刚度测量结果影响越大。

滚珠丝杠副轴向静刚度立卧检测方案对比分析

在分析了轴向静刚度影响因素的基础上,针对关键影响因素,从简化方案设计的角度出发,提出了卧式和立式两种检测方案并分别进行了试验装置的三维设计。对这两种方案分别进行了原理阐述、关键结构介绍以及优缺点总结,并着重说明了立式检测方案的几点独到之处。综合考虑整体结构、性能、造价以及试验效率等方面,立式检测方案优于卧式检测方案,并据此研制了滚珠丝杠副轴向静刚度立式试验装置。

滚珠丝杠副轴向静刚度卧式试验方案研究

滚珠丝杠副的轴向静刚度对数控机床的加工精度有重大影响。采用固定丝杠加载螺母的方案,设计出一套滚珠丝杠副轴向静刚度卧式测量装置,解决了丝杠防转、拉压力施加及微位移测量等难题,在此基础上,对滚珠丝杠副轴向静刚度的试验方法进行了研究。结果表明该试验装置具有加载载荷大,测量精度高,适用范围广,测量位置多,拉压力试验兼顾的优点;该试验方法能够较好地完成轴向静刚度的测量,对同类产品试验方法的研究也具有指导意义。

滚珠丝杠副轴向静刚度的分析

较高的滚珠丝杠副轴向静刚度是保证滚珠丝杠副很好的定位精度和速度适应能力的关键。考虑螺母承载区域径向变形对螺母组件轴向静刚度的影响,在模型简化的基础上分析推导了螺母组件轴向静刚度的简化计算公式。通过实例,将考虑径向变形影响的计算结果与传统滚珠丝杠副简化计算结果及实验测试结果作对比,证明不考虑螺母承载区域径向变形对螺母组件轴向静刚度影响的滚珠丝杠副轴向静刚度计算是不全面的。研究结果为滚珠丝杠副的准确分析和优化设计打好了基础。

滚珠丝杠副轴向静刚度测试方案研究

随着滚珠丝杠副向高速、高精度方向发展,对其刚度特性提出了越来越高的要求。研究滚珠丝杠副轴向静刚度测试方案,并设计专用夹具,可以方便地在材料试验机上完成滚珠丝杠副轴向静刚度的测试而不需要增加其他辅助设备。

基于综合工艺偏差的滚珠丝杠副静刚度建模

为了建立准确的滚珠丝杠副轴向静刚度理论模型,分析刚度的影响因素和规律,基于综合工艺偏差对滚珠丝杠副全滚珠载荷分布的影响,建立了轴向静刚度模型,提出了一种在综合工艺偏差下符合滚珠丝杠副轴向静刚度的计算公式。以GZ3206T型滚珠丝杠副为例,基于综合工艺偏差,通过Ansys Workbench 2022 R1有限元软件进行分析实验,然后通过轴向静刚度试验台进行对比实验验证,实验结果吻合度为87.85%~98.7%,验证了综合工艺偏差的滚珠丝杠副轴向静刚度模型的准确性,对分析和提高滚珠丝杠副传动精度设计和承载能力评估提供参考依据。

考虑尺寸误差与径向载荷的双螺母滚珠丝杠静刚度分析

同时考虑尺寸误差和外部径向载荷,改进了一种预紧双螺母滚珠丝杠的轴向静刚度计算模型。首先,基于赫兹理论,考虑制造过程中的尺寸误差和因装配不当等因素引起的径向外部载荷,改进了滚珠载荷分布和轴向静刚度模型。其次,采用Newton-Raphson迭代法计算了双螺母滚珠丝杠的轴向静刚度,并在自行研制的加载试验台上进行了加载变形试验,验证了模型的正确性。最后,通过仿真分析,研究了外部轴向载荷、外部径向载荷和滚珠尺寸误差对双螺母滚珠丝杠轴向静刚度的影响。研究结果表明,所建立的双螺母滚珠丝杠静刚度模型对描述轴向变形位移和轴向静刚度有较好的效果,对指导预紧双螺母滚珠丝杠在静止或低速工况下的承载能力评估和精度设计有一定的参考意义。