直线滚珠导轨库仑摩擦力建模与分析

为了优化直线滚珠导轨系统摩擦模型、保证摩擦补偿效果,针对常见的双导轨四滑块结构,构建出当导轨存在滚道轮廓误差或变形误差条件下的库仑摩擦力分析模型。基于坐标变换方式建立不同维度下系统的误差运动映射关系,基于Hertz接触理论建立各维度下系统的力平衡方程,定义库仑摩擦力均化系数来量化摩擦力波动情况。根据库仑摩擦力分析模型讨论不同导轨几何误差下库仑摩擦力的波动情况,结果表明单滚道上整数波数的轮廓误差对库仑摩擦力波动影响最大,在确定波长下,库仑摩擦力均化系数与滚道轮廓误差幅值和滚珠预紧量的比值成正比,适度增大预紧量可有效减少库仑摩擦力波动。

基于Hertz接触的滚珠直线导轨副接触刚度建模与分析

为建立滚珠直线导轨副接触刚度模型,基于Hertz接触理论对滚珠和滚道的接触面进行了力学与变形分析.考虑了承载前后滚珠接触角的变化,得到了单个滚珠所受接触力与弹性变形之间的关系,在此基础上得到整个导轨所受外载荷同弹性变形的关系.以NSK滚珠直线导轨为研究对象,对所建立的模型进行仿真分析.计算了导轨在不同预紧力情况下的临界载荷,分析了外载荷在临界载荷前后导轨刚度变化情况,通过对比NSK官网相关资料验证了所建模型及理论分析的合理性.

滚珠直线导轨副精度损失模型研究

针对滚珠直线导轨副的精度保持性问题,对其在加载条件下的接触刚度和磨损过程进行了建模和仿真分析。基于Hertz接触理论和刚体动力学对滚珠和滚道的接触面进行了力学与变形分析,建立了滚珠直线导轨副接触刚度计算模型;运用Archard磨损理论分析了滚珠直线导轨副的磨损过程,在此基础上建立了滑块位移的计算模型,用来预测滚珠直线导轨副的磨损量。通过仿真计算和分析表明,所建立的接触刚度和磨损预测模型正确有效,能描述滚珠直线导轨副在加载条件下的精度损失规律。

滚珠直线导轨副分形磨损模型及精度退化研究

为研究滚珠直线导轨副磨损和精度损失规律,基于赫兹接触理论建立了滚珠直线导轨副力学模型。使用分形函数表征滚珠和滑块滚道接触区表面,并采用结构函数法求得滚道表面的分形参数。考虑滚珠和滑块滚道之间的润滑状态,在分形接触模型下对滚珠和滑块滚道接触区域的微分形表面进行了受力分析。基于粘着磨损理论分析了滚珠和滚道接触面微凸体的磨损过程,并在此基础上结合蠕滑理论建立了滚珠和滚道接触面的分形磨损模型。最后,以某型号滚珠直线导轨副为研究对象进行了仿真分析,得到不同载荷和不同跑合距离下滚珠直线导轨副磨损和精度退化规律。

基于RecurDyn的滚珠直线导轨副动力学仿真研究

针对机床滚珠直线导轨副工作时铣削力作用产生的精度衰退现象,以滚珠直线导轨副中滑块受力规律为研究重点,利用SolidWorks建立滚珠直线导轨副与平台安装简化模型。应用RecurDyn进行多体动力学仿真,得到滑块垂直方向受力随时间的变化规律。将滚珠直线导轨副滑块负载理论公式计算绘制的受力曲线与仿真所得受力曲线对比分析,验证了模型简化及仿真方法的合理性与可行性,为试验平台载荷的施加及测量提供一定的依据。

直线滚珠导轨副的机能简介

一、滚动导轨的发展将滑动替换成滚动的尝试,远在史前时代的埃及壁画上就可见到,当时人们在大石块底下垫圆木来滚动,以便轻松地将石块移动。后面的圆木依次往前面搬运的样子,似乎在暗示现代滚动导轨的滚动体循环机构。

空间滚珠直线导轨阻力测试设备研制与试验研究

随着深空探测、在轨服务等空间技术的发展,直线传动机构在空间技术中的应用变得越来越广泛。滚珠直线导轨作为常用的直线传动机构,通常与滚珠丝杠等其他直线传动机构联合使用,用于承受直线传动过程中附加的力和力矩,从而达到简化滚珠丝杠受力情况、提高滚珠丝杠的运行平稳性和寿命的目的。直线导轨的阻力是反映其运行状态、进行在轨故障判断的重要参数。本文设计了一套直线导轨阻力测试设备,进行了直线导轨运行阻力测试,根据运行阻力与方向无关的原则,设计了合理的数据补偿方式,排除了测试过程中重力因素的影响,找到了阻力和力矩载荷的关系,对于研究滚珠直线导轨在力矩载荷下的阻力性能具有一定的指导意义。

一种计及滑块裙部变形的滚珠直线导轨副垂直刚度模型

基于赫兹弹性接触理论和弹性梁理论,建立了一种考虑滑块裙部变形的滚珠直线导轨副垂直刚度模型。通过与文献中滚动直线导轨副垂直刚度试验值进行比较,验证了该模型的有效性。利用有限元技术对由理论模型计算得到的滑块裙部变形量进行验证,二者最大误差不超过3.5%。该模型可以有效描述滑块裙部的变形状态,能够更准确地计算滚珠直线导轨副垂直刚度。

不同预紧等级下滚珠直线导轨副综合性能的试验研究

为了研究不同预紧等级对滚珠直线导轨副综合性能的影响。首先建立四列滚珠单圆弧滚道接触模型,分析预紧力的产生机理,并推导出预紧状态下摩擦力的计算公式,确立预紧力与摩擦力的关系。再运用自主研发的滚珠直线导轨副综合性能试验台,以GGB45BA系列导轨副为试验样件进行试验,结合Hertz接触理论、Stribeck曲线关系等理论对试验结果进行对比验证,分析出不同预紧等级(微预紧、轻预紧、中预紧)对滚珠直线导轨副运动精度、振动特性、摩擦力、噪声等综合性能参数的影响规律。为通过预紧力提高滚珠直线导轨副的综合性能提供了重要的理论和试验依据。

一种计及滑块裙部变形的滚珠直线导轨副模态分析方法

基于计及滚珠直线导轨副滑块裙部变形的刚度模型,提出了一种滚珠直线导轨副的有限元模态分析方法,建立了一种滚珠直线导轨副的三维有限元模型并进行了有限元模态分析,求得了滚珠直线导轨副的模态频率及模态振型。利用实验模态分析技术,对滚珠直线导轨副进行了模态测试,测得了滚珠直线导轨副的模态。测试结果验证了有限元建模与分析方法的有效性。

考虑结合部热变形的滚动导轨刚度特性分析

为提高滚动导轨副动态刚度,基于弹性力学中Hertz接触理论,考虑外载荷、预紧力、热变形等因素的影响下,对滚动导轨副进行了动态Hertz接触刚度建模。从单个滚珠-滚道接触特性出发,对比分析了滚珠-滚道接触变形关系。以某NSK直线导轨为对象,分析了导轨副在3种预紧力等级下不同垂直载荷对导轨副刚度特性影响规律。运用有限元软件对比仿真分析了不同垂直载荷下导轨副Hertz接触变形以及热变形对导轨副接触刚度的影响,结果表明:预紧力对临界载荷的影响较大从而影响滚动导轨副的刚度;摩擦热变形随着载荷的增加使导轨副接触刚度降低,对比验证了考虑热变形的接触刚度建模方法的合理性以及模型的准确性。

浅谈三坐标测量机应用滚珠直线导轨时应注意的问题

本文以滚珠直线导轨的运动精度试验为基础,结合三坐标测量机的误差原理,进行理论分析,论述了在三坐标测量机中应用滚珠直线导轨时应注意的问题,为三坐标测量机的设计开发提供了理论依据。

基于ANSYS医用三轴平台直线导轨的模态分析

为了提高激光医疗显微系统的准确性和稳定性,设计了高精度的三轴运动载物平台。直线滚珠导轨是影响三轴载物平台精度的重要部件。应用Pro/E三维绘图软件创建直线滚珠导轨模型,通过有限元分析软件ANSYS对行动态特性进行分析,提取前六阶模态频率和振型。为三轴平台的设计及优化和高精度要求的实现提供的可靠的依据。

滚动直线导轨副的性能分析和比对

通过对滚柱式和滚珠式直线导轨副的刚性、承载能力、摩擦特性及额定寿命等的性能分析,阐明了滚柱式直线导轨副优异的性能特性。

基于中径和预紧摩擦力匹配的导轨副装配研究

为实现滚珠直线导轨副的高效装配,提出快速测量滚道中径参数计算预紧摩擦力的方法。首先分析导轨副的滑块和导轨滚道的中径偏差、滚珠直径偏差与接触角、滚道间距的关系,建立导轨副滚道中径偏差与滚道间距的关系模型;其次根据变形接触理论研究滚道中径偏差对导轨副预紧摩擦力的影响;然后设计导轨副中径检测系统测量滚道中径,利用预紧摩擦力测量系统测量导轨副中径偏差和滚珠直径偏差影响下的预紧摩擦力。测量结果与理论的最大偏差为6.89%,精度满足要求。最后对同规格不同批次的导轨和滑块在中径误差测量的基础上完成滚珠匹配,产品的预紧摩擦力都在设计范围内,验证高效装配方案的可行性。

基于Creo导轨副参数化驱动建模方法研究

为了实现滚珠直线导轨副的快速仿真分析,需要建立参数化驱动设计平台。以VC++为开发工具,Access为数据库支撑,调用了Creo对象和Pro/TOOKIT函数,将滚珠直线导轨副零部件的参数分类为结构参数、驱动参数和工艺参数,在Creo中添加了导轨副人机交互界面,达到了通过改变输入参数值就能迅速建立滚珠直线导轨副部件模型的目的;建立了数据库以方便输入参数;实现了参数化建模和虚拟化自动装配,装配后进行了干涉检查。此方法可使设计人员更方便快捷地设计导轨副,节省了开发成本,提高了工作效率。

考虑波纹度的滚珠直线导轨动力学建模研究

以滚珠直线导轨为研究对象,在实际测试的基础上提出了导轨系统中滚道表面波纹度数学模型,建立了滚珠与滚道因波纹度引起的接触量变化的解析模型.基于赫兹接触理论分析了滚珠与滚道之间接触量与接触力的关系,将滑块简化为一个刚体,建立滑块的动力学方程;在一定速度条件下对该方程进行求解,并与试验测试的结果进行对比,验证了所建立的导轨系统动力学模型的有效性.数值计算结果表明:在导轨系统振动的研究中滚道波纹度是不可忽略的因素.

高速精密定位平台的偏摆误差实时补偿

针对二维直线运动平台末端出现偏摆误差、降低平台直线运动精度的现象,研制了一种新型的基于偏摆误差实时补偿的高速精密定位平台.基于电容式微位移传感检测技术,建立了新型精密定位平台的偏摆误差检测模型.采用赫兹接触理论,建立了滚珠导轨副的刚度模型,进而建立了基于滚珠丝杠驱动、直线滚珠导轨副支撑的宏动工作台的偏摆振动模型.实验结果验证了宏动工作台偏摆振动模型的有效性;采用微动工作台进行宏动工作台直线运动偏摆误差的实时补偿,新型精密定位平台的性能得到较大改善.

车磨复合加工机床结构设计

在现有数控车床的基础上重新设计一种简单经济适用的车磨复合加工机床,该车磨复合加工机主要用于加工对筒类、齿轮类、短轴类等零件,该机床车刀架和磨刀架安装于中拖板两端,中拖板与大拖板通过滚珠直线导轨副连接,很大程度上减小的启动扭矩和摩擦力。由伺服电机驱动中拖板做横向直线运动,同时床身上设有相对床身能实现纵向运动的大拖板及纵向滚珠丝杆,纵向滚珠丝杆一端通过纵向弹性联轴器与纵向伺服电机连接。能够一次装夹完成车削和磨削加工,具有提高加工精度、提高生产率、节省地面、降低成本的效果。