【摘 要】
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作为高端数控装备的关键功能部件,滚珠丝杠副的性能高低直接影响整体高端数控装备的精度保持性、可靠性和使用寿命。近几年来随着我国制造水平的较大提升,滚珠丝杠副的综合性能指标有了较大的改善,但是与国外同等滚动功能部件相比较还有较大的差距,特别是使用寿命、可靠性和精度保持性方面。提高滚珠丝杠副的可靠性,缩小与国外先进滚珠丝杠副性能的差距,需要滚珠丝杠副的基本原理进行深入研究。本文研究的主要目的是基于切触理
【基金项目】
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山东省自然科学基金面上项目“面向高精度保持性的非常规滚珠丝杠副的设计理论及实验研究”（ZR2020ME117）; 山东省自然科学基金“新型履带导轨驱动微量进给伺服系统动态特性分析及同步控制”（ZR2019PEE006）
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作为高端数控装备的关键功能部件,滚珠丝杠副的性能高低直接影响整体高端数控装备的精度保持性、可靠性和使用寿命。近几年来随着我国制造水平的较大提升,滚珠丝杠副的综合性能指标有了较大的改善,但是与国外同等滚动功能部件相比较还有较大的差距,特别是使用寿命、可靠性和精度保持性方面。提高滚珠丝杠副的可靠性,缩小与国外先进滚珠丝杠副性能的差距,需要滚珠丝杠副的基本原理进行深入研究。本文研究的主要目的是基于切触理论提出一种新型密切滚道型线,并应用有限元软件和多体动力学仿真软件,建立具有新型滚道的滚珠丝杠副模型,对比分析新型滚道和传统型面的滚珠丝杠副承载及动力学性能。本文基于山东省自然科学基金项目“面向高精度保持性的非常规滚珠丝杠副的设计理论及实验研究”（批准号:ZR2020ME117）的资助,围绕滚动体与新型滚道之间的接触力学问题进行了相关研究。主要研究内容如下:1)以滚珠丝杠副的滚珠作为密切滚道理论应用对象,运用麦克劳林公式推导出密切滚道型线的计算公式,并应用切贝谢夫多项式推导了滚珠与密切滚道的接触应力分布的数学表达式。2)进一步分析了密切滚道滚珠丝杠副的滚道关键参数——不同密切半径比例系数的密切滚道滚珠丝杠副滚道与滚动体之间应力、应变分布情况。3)对常规滚道、二阶和四阶密切滚道滚珠丝杠副的滚动接触行为进行了疲劳分析,对比分析了滚道截型对滚珠丝杠副疲劳寿命的影响。4)应用ADAMS软件,对常规滚道、二阶和四阶密切滚道的滚珠丝杠副进行了多体动力学分析,分析对比了三种滚道截型对滚珠丝杠副摩擦力矩、滚动接触力变化的影响。
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