滾珠絲杠副剛度及其對(duì)定位精度的影響.pdf

1、作為數(shù)控機(jī)床直線驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元，滾珠絲杠副在機(jī)床行業(yè)得到廣泛運(yùn)用。滾珠絲杠副的定位精度很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的定位精度，隨著數(shù)控機(jī)床向高速化、高精度化的方向發(fā)展，對(duì)滾珠絲杠副的性能提出了越來越高的要求。和滾珠絲杠副的熱變形及螺旋線誤差對(duì)定位精度的影響相比較，滾珠絲杠副軸向接觸變形及軸向接觸剛度對(duì)高速滾珠絲杠的定位精度的影響更加明顯。 本課題為國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“高速滾珠絲杠副動(dòng)力學(xué)性能分析及試驗(yàn)研究”(N0．5067512

2、4)一部分，主要研究滾珠絲杠副軸向接觸剛度的影響因素及其與定位精度的關(guān)系。設(shè)計(jì)開發(fā)了“滾珠絲杠副靜剛度測量儀”，使其適應(yīng)工廠現(xiàn)代化生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)、控制與管理的要求，主要研究內(nèi)容如下： 首先，利用微分幾何方法對(duì)滾珠絲杠副進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，根據(jù)赫茲接觸理論對(duì)滾珠絲杠副中滾珠的受力與變形進(jìn)行分析研究；推導(dǎo)出了求解單螺母以及雙螺母滾珠絲杠副軸向接觸變形、軸向接觸剛度的理論模型，繪出滾珠絲杠副軸向接觸變形以及軸向接觸剛度曲線；分析結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作

3、載荷以及預(yù)緊力對(duì)滾珠絲杠副軸向接觸剛度的影響。 設(shè)計(jì)開發(fā)JS—GS100滾珠絲杠副軸向靜剛度測量儀，測量儀由下位機(jī)和上位機(jī)兩部分組成。下位機(jī)以單片機(jī)作為控制核心，包括測力傳感器和微位移傳感器的選取、信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)、外擴(kuò)電路設(shè)計(jì)和串口通信電路設(shè)計(jì)，并從硬件和軟件兩方面介紹系統(tǒng)所采取的抗干擾措施。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用VB6.0語言設(shè)計(jì)，采用MSCOMM控件來控制接收下位機(jī)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和保存、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用，并最終生成滾

4、珠絲杠副軸向接觸剛度檢測報(bào)告，實(shí)現(xiàn)檢測報(bào)告打印。 利用滾珠絲杠副靜剛度測量儀對(duì)G4010-3型單螺母滾珠絲杠副和GD4010-3型雙螺母滾珠絲杠副進(jìn)行剛度檢測，通過理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際檢測報(bào)告的對(duì)比，重點(diǎn)分析負(fù)載、結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)滾珠絲杠副軸向接觸變形以及軸向接觸剛度的影響，以及不同預(yù)緊載荷對(duì)雙螺母滾珠絲杠副軸向接觸變形以及軸向接觸剛度的影響；并利用滾珠絲杠副性能試驗(yàn)臺(tái)對(duì)G4010-3型單螺母滾珠絲杠副和GD4010-3型雙螺母滾珠絲杠