【摘要】： 現(xiàn)代制造加工業(yè)要求機(jī)械具有高速、高精度的優(yōu)良性能。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)緊湊、反應(yīng)靈敏、承載性能好、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),作為支撐部件在加工中心、數(shù)控機(jī)床等行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在承載性能、精度和壽命方面與國(guó)外同型產(chǎn)品存在一定差距,通過(guò)分析預(yù)加載荷對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌各項(xiàng)性能的影響,研究提高各項(xiàng)性能的措施具有重要的意義。 本文研究的主要內(nèi)容是針對(duì)預(yù)加載荷對(duì)滑塊剛度、鋼球運(yùn)動(dòng)、載荷分布、精度均化等各項(xiàng)性能的影響進(jìn)行理論分析、模擬仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并且綜合各項(xiàng)因素,對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè),具體可分為以下四個(gè)方面: 一、根據(jù)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及鋼球與滾道的接觸狀態(tài),利用赫茲接觸理論和彈性力學(xué)等方面的知識(shí),構(gòu)建起滑塊中鋼球在承受載荷情況下彈性變形的力學(xué)模型。本文首先利用赫茲接觸理論結(jié)合滑塊結(jié)構(gòu)分析了鋼球的接觸狀態(tài),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了滑塊滾道與軌道滾道的相互趨近量,最終推導(dǎo)滑塊在承受一定預(yù)加載荷下的產(chǎn)生的偏移量。 二、根據(jù)滾動(dòng)軸承和滾珠絲杠等方面成熟的理論,分析了直線滾動(dòng)導(dǎo)軌中鋼球在承載區(qū)和反向區(qū)的運(yùn)動(dòng),建立了鋼球的有效滾動(dòng)和無(wú)效滑動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,研究了預(yù)加載荷對(duì)有效滾動(dòng)和無(wú)效滑動(dòng)的影響以及提高有效滾動(dòng)和無(wú)效滑動(dòng)比值的措施。 三、通常認(rèn)為施加預(yù)加載荷后會(huì)降低直線滾動(dòng)導(dǎo)軌承受工作載荷的能力。但是預(yù)加載荷與工作載荷的施加方式是不一樣的,通過(guò)有限元軟件模擬仿真可以得出結(jié)論,預(yù)加載荷對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌承受力矩時(shí)的載荷分布有顯著的改善,降低了載荷的最大值,增加有效承載鋼球的數(shù)目。在承受推力時(shí),會(huì)增大鋼球的載荷,但可以增加有效承載鋼球的數(shù)目。同時(shí)還研究了避免預(yù)緊失效的措施。 四、由于預(yù)加載荷對(duì)鋼球的剛度、運(yùn)動(dòng)和載荷分布影響很大,所以對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的行走精度也將產(chǎn)生很大的影響,通過(guò)理論分析推導(dǎo)出隨著預(yù)加載荷的增大,精度均化能力也相應(yīng)地得到提高。并借用前人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了理論分析的正確性。引入了三個(gè)參數(shù)的韋布爾分布對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的壽命進(jìn)行分析,根據(jù)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的工作載荷對(duì)壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH113
【圖文】：

和把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠之地生產(chǎn)。直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用使很多機(jī)械得以機(jī)床、機(jī)器人、傳送裝置、半導(dǎo)體、術(shù)的主要機(jī)械零部件在世界范圍內(nèi)被廣泛評(píng)價(jià)。近年來(lái)，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌還應(yīng)用于鐵活的領(lǐng)域當(dāng)中�？梢灶A(yù)見(jiàn)，今后直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的發(fā)展歷史，以 1944 年美國(guó)率先設(shè)計(jì)出、帶滾動(dòng)溝道的滾珠花鍵；而后繼續(xù)改進(jìn)。日本于 1971 年首先制造出角接觸式構(gòu)造具有紀(jì)念意義的改良。使用圓柱形滾子替代鋼球的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，各種類型的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。鋼球在滑塊中作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的直線導(dǎo)向裝置軸接觸面積小，所以承載能力不強(qiáng)。并且如滾動(dòng)而產(chǎn)生滑動(dòng)，這是造成故障的原因，所

圖 1.2 滾珠花鍵圖 1.3 角接觸型滾珠花鍵直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的起源，1979 年獲得了日本發(fā)明的定型的滾珠花鍵是沒(méi)有安裝在基座上的，而是將軸下容易發(fā)生彎曲，一旦發(fā)生這種情況，就不能復(fù)改進(jìn)，把過(guò)去的軸端固定的花鍵軸改為安裝一步的改良后，將軌道加工成為帶基準(zhǔn)面的方軌，如圖 1.4 所示[1]。后來(lái)又發(fā)明了承載能力更

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 倪國(guó)林;孫俊蘭;姜大志;;滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副各向載荷及剛度模型的研究[J];裝備制造技術(shù);2011年03期

2 姜大志;倪國(guó)林;孫俊蘭;;LMG多向載荷及剛度模型的研究[J];鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王威;機(jī)床滾動(dòng)直線傳動(dòng)部件的力學(xué)特性研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 趙長(zhǎng)軍;LNG儲(chǔ)罐滾動(dòng)自復(fù)位隔震研究[D];東北石油大學(xué);2011年

3 劉曙光;滾柱直線導(dǎo)軌副的力學(xué)性能分析[D];華中科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2726346