行星滾柱絲杠具有高速重載和精確控制的特點,在精密設(shè)備、武器裝備、航空航天等場合被廣泛應(yīng)用,將會逐步取代滾珠絲杠作為新一代的精密直線傳動首選機(jī)構(gòu)。本文根據(jù)重載、空間受限的實際工況,設(shè)計了項目需要的行星滾柱絲杠,并對其運動學(xué)情況進(jìn)行分析和簡化模型的有限元仿真計算。本文首先分析計算了傳動系統(tǒng)的具體要求,對比幾種常見直線運動機(jī)構(gòu)確定傳動方案。根據(jù)傳動要求推導(dǎo)計算出行星滾柱絲杠各零件的相關(guān)尺寸,基于SolidWorks對其主要零件進(jìn)行三維建模,并提出一種行星滾柱絲杠快速裝配的方法,使模型正確裝配。其次,基于ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)對行星滾柱絲杠的三維模型做了仿真計算,從運動學(xué)的角度分析絲杠、滾柱、螺母的工作情況,得到三大部件在X、Y、Z軸的位移、速度、加速度曲線圖,仿真分析與理論分析結(jié)果一致,表明本文設(shè)計的行星滾柱絲杠在結(jié)構(gòu)上準(zhǔn)確可行。最后闡述了行星滾柱絲杠軸向彈性接觸變形的理論基礎(chǔ),基于赫茲理論完成了滾柱與螺母和絲杠接觸面彈性變形量的推導(dǎo)計算。根據(jù)ANSYS Workbench進(jìn)行有限元分析的操作步驟,建立了等效的行星滾柱絲杠有限元分析模型,并進(jìn)行了材料屬性的定義、接觸對的創(chuàng)建、網(wǎng)格的劃分以及載荷約束的施加,最終得到行星滾柱絲杠的有限元分析結(jié)果,得出模型最大應(yīng)力在許用應(yīng)力范圍內(nèi),滾柱變形大小與理論求解值相同,并對比載荷—變形仿真值與實驗值,考證行星滾柱絲杠有限元簡化模型的正確性,從而為進(jìn)一步的深入研究打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH21

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本文編號：2453081