带滚珠丝杠副的直线导轨结合部动态刚度特性.pdfVIP

学兔兔 第46卷第 1期 机 械 工 程 学 报 VO1．46 NO．1 2010 年 1月 JOURNAL0FMECHANICALENG1NEERING Jan． 20l0 DoI：10．3901／JM E．2010．01．092 带滚珠丝杠副的直线导轨结合部动态刚度特性水 蒋书运 祝书龙 (东南大学机械工程学院 南京 211189) 摘要：借助弹性力学中的赫兹接触理论，分析计算直线滚动导轨的线刚度、滚珠丝杠副和角接触球轴承的轴向刚度，建立带 滚珠丝杠副的机床直线导轨结合部的动力学特性理论模型，开发了计算软件；以一款立式加工中心为研究对象，分析计算带 滚珠丝杠副直线导轨结合部动态刚度，着重讨论工作载荷对结合部动态刚度的影响规律，基于有限元法分析含结合部动态参 数的加工中心整机动态特性。研究结果不仅突破了目前机床直线导轨结合部刚度模型不考虑滚珠丝杠副之缺陷，而且与传统 的参数识别法和有限元法相比，具有物理概念清晰、计算过程简单等特点。 关键词：直线导轨结合部 滚珠丝杠副 动态刚度特性参数 赫兹接触理论 中图分类号：TH113．1 DynamicCharacteristicParametersofLinearGuideway JointwithBallScrew JIANG Shuyun ZHU Shulong (SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity,Nanjing211189) Abstract：Adynamicmodeloflinearguidewayjointwithballscrew isbuiltbymeansofthelinera stiffnessoflinerarolling guidewaynadtheaxialstiffnessofballscrew andangularcontactballbearing，whichcanbecalculatedbyusingtheHertzComact Theoryofelasticmechanics，andrelatedcomputerprogram forcalculatingthecontactstiffnessisdeveloped．A verticalmachining centreisselectedasna example，theeffectofcuttingloadonthedynamicstinffessofjointpartisanalyzed，andthedynamic chraacteristicsoftheentiremachinetoolwiththejointstinffessconsideredarealsodiscussedonthebasisoffiniteelememmethod． Thenaalyticalresultsshow thatitcannotonlyovercomehteshortcomingoftheconventionalmehtodinwithoutconsideringhte effectofballscrew pair,butalsoappera clarityinphysicalconceptnadsimplificationincomputation． Keywords：Jointoflinearguideway Ballscrew Dynamicstiffnesscharacteristicpraameters Hertzcontacttheory 的动力学参数[2-3]。也有学者将直线导轨整体结构离 0 前言 散为若干个子结构或子系统，通过试验测试的方法