發(fā)布時間：2017-10-10 08:46

  本文關鍵詞：高承載工況下滾珠絲杠副的接觸變形與剛度分析

  更多相關文章： 滾珠絲杠副 變形協(xié)調 載荷分布 軸向接觸剛度 結構優(yōu)化

【摘要】：精密滾珠絲杠副在航天伺服傳動機構中的應用越來越為廣泛,其極限承載能力與剛度是兩項重要的性能指標,對其研究是非常必要的,而分析滾珠絲杠副的載荷分布是進行這兩項研究的前提。目前,在研究滾珠絲杠副載荷分布時都是簡單地按照滾珠均載來分析,這與實際情況有較大的偏差。本文結合彈塑性理論以及變形協(xié)調條件建立了求解滾珠絲杠副載荷分布的模型,以此為基礎重點研究了滾珠絲杠副的接觸變形及軸向接觸剛度,并對相關結構參數(shù)進行優(yōu)化。 本文首先以赫茲理論為基礎,研究航天工況下滾珠絲杠副的接觸特性,推導了滾珠絲杠副滾珠法向載荷與彈塑性接觸變形的數(shù)學計算公式,建立了變形協(xié)調條件下滾珠絲杠副載荷分布的模型,并分析了絲杠副的幾何誤差對載荷分布的影響規(guī)律。其次,根據(jù)所建立的滾珠絲杠副載荷分布模型,重點研究了滾珠絲杠副的軸向接觸剛度以及接觸角與軸向載荷的變化關系,并推導了接觸角增量與軸向載荷的計算公式。最后,結合對滾珠絲杠副軸向接觸剛度的研究,建立了以滾珠絲杠副最大軸向接觸剛度為主要優(yōu)化目標的數(shù)學模型,對滾珠絲杠副相關結構參數(shù)進行優(yōu)化。并運用ABAQUS有限元軟件進行仿真,通過變形分析結果與理論結果的對比,驗證了理論模型的正確性。
【關鍵詞】：滾珠絲杠副 變形協(xié)調 載荷分布 軸向接觸剛度 結構優(yōu)化
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 選題的背景與意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展與研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 滾珠絲杠副的發(fā)展8-9
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容10-12
• 2 高承載工況下滾珠絲杠副彈塑性接觸變形分析12-24
• 2.1 赫茲點接觸理論12-15
• 2.1.1 赫茲點接觸理論基礎12-13
• 2.1.2 點接觸應力和變形計算13-15
• 2.2 彈塑性接觸理論15-19
• 2.2.1 滾珠絲杠副彈塑性力學模型的簡化16-17
• 2.2.2 塑性接觸變形理論17-19
• 2.3 滾珠絲杠副的接觸變形模型分析19-20
• 2.4 滾珠均勻受載情況下的接觸變形計算20-23
• 2.5 本章小結23-24
• 3 滾珠絲杠副的載荷分布及接觸角研究24-39
• 3.1 引言24
• 3.2 滾珠絲杠副載荷分布模型的建立24-29
• 3.2.1 滾珠絲杠副滾珠等效受力模型的研究24-26
• 3.2.2 考慮誤差情況下變形協(xié)調關系的建立26-27
• 3.2.3 滾珠受載模型的建立27-29
• 3.3 無幾何誤差下滾珠絲杠副載荷分布實例計算及接觸變形分析29-32
• 3.3.1 無誤差時滾珠受載的實例計算29-31
• 3.3.2 滾珠受載不均時接觸變形分析31-32
• 3.4 幾何誤差對滾珠絲杠副載荷分布的影響32-34
• 3.5 滾珠絲杠副的接觸角研究34-38
• 3.5.1 無載荷作用下的接觸角34-35
• 3.5.2 軸向載荷作用下的接觸角35-37
• 3.5.3 接觸角與軸向載荷變化的實例計算37-38
• 3.6 本章小節(jié)38-39
• 4 預緊滾珠絲杠副的軸向接觸剛度研究39-48
• 4.1 滾珠絲杠副軸向接觸剛度的影響因索39-41
• 4.1.1 結構參數(shù)39-40
• 4.1.2 滾珠絲杠副的預緊方式40-41
• 4.2 預緊滾珠絲杠副的軸向接觸變形與剛度41-45
• 4.2.1 滾珠過盈量Δd的計算41-42
• 4.2.2 無載荷時預緊滾珠絲杠副的接觸變形分析42-43
• 4.2.3 外載荷作用時預緊滾珠絲杠副的軸向接觸變形分析43-44
• 4.2.4 預緊滾珠絲杠副軸向接觸剛度分析44-45
• 4.3 軸向接觸變形與軸向接觸剛度的求解45-47
• 4.4 本章小結47-48
• 5 以滾珠絲杠副軸向接觸剛度為目標的結構優(yōu)化48-57
• 5.1 優(yōu)化的數(shù)學模型48-54
• 5.1.1 設計變量的選取48
• 5.1.2 目標函數(shù)的建立48-52
• 5.1.3 約束條件的確立52-54
• 5.2 基于MATLAB的GUI優(yōu)化工具的尋優(yōu)計算54-56
• 5.3 本章小結56-57
• 6 優(yōu)化前后滾珠絲杠副有限元變形分析及剛度計算57-62
• 6.1 有限元模型的建立57-59
• 6.2 優(yōu)化前后有限元的結果分析59-60
• 6.3 有限元模型與理論模型的結果對比60-61
• 6.4 本章小結61-62
• 7 總結與展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王丹;王文竹;孫志禮;周亮;;滾珠絲杠副接觸變形影響因素分析[J];東北大學學報(自然科學版);2011年04期

2 趙明晶;;精密步進滾珠絲杠副的研制[J];光學機械;1988年01期

3 黃祖堯;精密高速滾珠絲杠副的最新發(fā)展及其應用[J];航空制造技術;2003年04期

4 李東君;;滾珠絲杠副軸向靜剛度測試方案研究[J];機床與液壓;2011年10期

5 馮虎田;;大型、重載、精密滾珠絲杠副設計及硬旋銑加工裝備關鍵技術[J];金屬加工(冷加工);2010年06期

6 趙衛(wèi);杜潤生;陳卓寧;楊克沖;丁洪;賓鴻贊;楊叔子;王玉璞;;滾珠絲杠副導程誤差分析及微型機在線處理[J];機械工業(yè)自動化;1986年03期

7 孫奎洲;周金宇;謝里陽;;數(shù)控機床滾珠絲杠可靠性優(yōu)化設計[J];機械科學與技術;2010年11期

8 翁新根;微型滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)的剛度算法[J];機械制造;1996年12期

9 張廣順;;滾珠絲杠副預緊結構[J];機械制造;1991年06期

10 王勇衛(wèi);;滾珠絲杠副的特性和技術動向[J];江蘇機械;1984年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姜洪奎;大導程滾珠絲杠副動力學性能及加工方法研究[D];山東大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 張洪國;滾珠絲杠傳動副的接觸力學模擬與靜動態(tài)特性分析[D];吉林大學;2011年

2 柳勝;精密滾珠絲杠副強過載下承載與破壞機理研究[D];南京理工大學;2011年

3 印書范;2米滾珠絲杠（副）動態(tài)測量系統(tǒng)設計與分析[D];南京理工大學;2004年

4 劉莉;精密滾珠絲杠螺旋線誤差動態(tài)測試技術的研究[D];山東大學;2006年

5 吳長宏;滾珠絲杠副軸向接觸剛度的研究[D];吉林大學;2008年

6 陳進;絲杠滾道型面誤差動態(tài)非接觸測量系統(tǒng)設計與分析[D];南京理工大學;2008年

7 徐家進;絲杠滾道截形誤差測量及性能影響分析[D];南京理工大學;2009年

8 陳禎;高速滾珠絲杠進給系統(tǒng)動態(tài)性能檢測與熱特性研究[D];蘭州理工大學;2012年

，

本文編號：1005427