行星滚柱丝杠副刚度及效率的分析与分析word格式论文.docxVIP

优秀毕业论文 精品参考文献资料 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于 必威体育官网网址□，在 年解密后适用本授权书。 不必威体育官网网址□。 （请在以上方框内打“√”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日  PAGE 58 1. 绪论 1.1 课题来源 本课题来源于华中科技大学机械学院与山东博特精工股份有限公司的合作项目 “行星滚柱丝杠副基础理论研究”。针对目前国内行星滚柱丝杠副基础理论研究工作存 在的严重不足，本文主要对行星滚柱丝杠的轴向静刚度、摩擦力及工作效率等进行了 数学建模分析并对其影响因素进行了分析研究。 1.2 课题研究的目的和意义 行星滚柱丝杠起源于二十世纪四十年代左右，并于 1942 年获得了发明专利，但是 直到二十世纪中叶，美国人将其应用于军用直升飞机上，才得到真正的使用和大规模 的推广。由于其相比滚珠丝杠承载能力更强、速度更快、精度更高、寿命更长等特点， 使其成为航空机械、数控机床、精密仪器和仪表等精密机械设备中最为关键的基础部 件之一，并得到了相当广泛的应用[1]。 随着高速高精加工技术的不断发展，数控机床传统的“旋转伺服电机＋滚珠丝杠” 传动方式的缺陷不断表现出来：滚珠丝杠副为点接触，其承载能力和轴向接触刚度不 足，以致直线传动系统的??度不足；由于滚珠丝杠副中有循环返回装置，因此当直线 速度很高时，必然会带来噪声过大、温升快和寿命低等一系列的问题等等，严重制约 了滚珠丝杠副高速化的发展，满足不了重载高速高精的数控机床要求[2, 3]。 近些年，虽然出现了一种全新的非接触式精密直线传动单元——直线电机，其传 动效率高、系统刚度高、负载可直接作用于电机上，因而当电机带动负载运动时，与 一般的滚珠丝杠副相比，直线电机显示出极高的动态刚度以及传动精度。但到目前为 止其推动力仍较小，不适合在重载场合采用；且由于其自身结构的齿槽效应和端部效 应致使其在高速运行时不平稳，再加之控制系统复杂、价格高、对周围的工作环境要 求高以及安装维修不方便等缺陷使之不能在重型切削机床中得到广泛的应用[4]。 行星滚柱丝杠副作为一种新型的直线传动单元，其主要由滚柱、丝杠、螺母组成， 三者之间多点接触，安装维修简单，且由于其高速高精、重载、可在恶劣工况下长时 间工作等显著的特点，广泛应用于精密仪器、数控机床、加工中心、工业机器人、注 塑机、光电设备、医疗器械和航空航天等精密传动场合[5]，并作为大推力电动缸的主 要关键部件之一广泛应用于冶金、矿山、武器设备等重载场合[6]。并得到越来越得到 广泛的应用，在某些领域已经完全替代了滚珠丝杠副。 但是直到目前为止，基础理论的薄弱一直是制约我国行星滚柱丝杠研制水平及产 品推广度的瓶颈，只有深入开展行星滚柱丝杠的基础理论研究，精确计算出其基本性 能曲线，分析出其主要影响因素，才能使用户更好的了解产品性能，使厂商有针对性 的采取措施，优化产品结构、提高产品质量，从而使产品在国内外市场上更具竞争力。 1.3 行星滚柱丝杠副的结构及特点 1.3.1 行星滚柱丝杠副的结构 行星滚柱丝杠副按不同类别可分类如下： a.按滚柱相对于螺母和丝杠的轴向运动可分为标准型、差动型、循环型三种，结 构图如图 1.1 所示。[7-9] 标准型：滚柱与螺母之间的轴向相对运动较小，滚柱与丝杠有轴向相对运动，此 种一般结构为长丝杠—短螺母组合，结构如图 1.1（a）所示； 差动型：滚柱与丝杠之间的轴向相对运动较小，滚柱与螺母有轴向相对运动，此 种一般结构为短丝杠—长螺母组合，结构如图 1.1（b）所示； 循环型：滚柱与螺母之间的轴向相对运动较小，滚柱与丝杠有轴向相对运动，此 种滚柱与螺母的螺纹均无螺旋升角，仅丝杠具有螺旋升角，结构如图 1.1（c）所示。 b.按安装的方式可分为：圆柱式、螺纹式、法兰螺母三种类型[10]。 c.按精度实现能力可分为：无预紧型和预紧型，其中预紧型又可分为单螺母和双 螺母预紧两种。 (a) (b) (c) 图 1.1 行星滚柱丝杠副的分类 无论何种形式的