重载传动螺旋副受力分析与承载能力研究

《重载传动螺旋副受力分析与承载能力研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要螺旋传动是最重要的机械传动方式之一，在各种机械装备中得到广泛应用。采用交流伺服电机作为主传动是成形机械的最新发展方向，高效重载精密螺旋副是其中的关键技术之一。由于螺纹具有复杂的空间曲面，在工作运转过程中，螺母和螺杆变形的不协调，沿螺纹轴线方向会出现载荷分布不均匀、应力集中等情况。此时载荷大部分由螺纹啮合长度两端的螺纹圈承担，导致螺纹啮合部分各处受力不平均，增加磨损，影响传动的精度，极端情况甚至引起螺纹螺牙断裂，缩短螺旋副使用寿命。要想提高螺旋传动效率和承载能力，除开发新的螺旋副材料外，改进结构以提高载荷分布的均匀性、减少应力

2、集中也是一个重要途径。研究螺旋副在工作中的受力状态和探讨传动螺旋副载荷分布规律，提出改进载荷分布的措施，对开发新型高效重载精密螺旋传动技术具有十分重要的意义。随着计算机技术和有限元法(FEM)的迅速发展，为研究螺旋副这一类复杂结构的受力状态提供了新的途径。目前，商用有限元软件发展已经相当成熟，被广泛应用于不同领域。因此本文使用有限元软件模拟螺旋副的受力情况，分析其受力状态。螺纹是非常复杂的空间结构，为了提高计算效率，本文将螺纹合理简化为二维和三维轴对称有限元模型，进行有限元模拟分析。将有限元模拟结果与经典理论计算和物理实验进行了

3、对比，证明了使用有限元法研究螺旋副受力是可行的。同时，对比了二维和三维模型的计算结果，认为使用二维模型可以满足一般的工程要求。以课题“重载高效精密螺旋传动技术的研究”中80吨螺旋精密压力机的设计工作状况，设计了螺旋副的基本结构，以该结构为基础，采用有限元法分析了螺母的直径、锥度、阶梯和弹性模量，以及螺纹类型等因素对螺旋副受力状态的影响。这些参数的改变均可以影响螺旋副的受力状态。通过分析这些因素的影响，探讨了传动螺旋副载荷分布的规律。针对这些影响传动螺旋副载荷分布的因素，提出了一些改善载荷分布以提高传动螺旋副承载能力的措施．从改善

4、载荷分布考虑，使用阶梯状和圆锥形螺母可以提高载荷分布均匀性；对于普通圆柱形螺母，螺母的直径大小影响载荷分布，广东工业大学工学硕士学位论文螺母直径与螺杆直径之比在2左右为佳；螺母材料的弹性模量应较螺杆的小，螺母材料的弹性模量与螺杆的比值在l／2时，载荷分布相对均匀；选用锯齿形螺纹时，载荷分布也比梯形螺纹均匀。本研究不仅对改进现行螺旋传动提供了根据，而且为研制新型重载高效精密螺旋传动副提供了理论基础，从而为交流伺服驱动新型成形装备的发展做出贡献。关键词：螺旋传动；螺旋副；有限元；ANSYS；受力状态；载荷分布；应力AbstractS

5、crew-transmissionisoI嚣ofthemostimportantmechanical-transmissionn均mne隗appliedwidelyinmanymachinesandequipments．Ac．servomotordrivingisthen哪developingtrendforformingequipments．Precisionandheavyserew-nutwithhighefficiencyisOneofthekeytechnologiesforit．Non-uniformloaddist

6、ributionandStressconcentrationoccurduetothespecialspiralstructureofthethreads．Thereforetheloadconcentratesinthetwoendsofthespiralareinhi．ghleveLAsaresult，theabrasionofthethreadsurfaceisincreased，damagingtransmissionprecision．Threadsmightevgllhebrokeninextremeconditio

7、ns．Theservicelifeofthescrewpairwouldbeshortened．Inordertoincreasetransmissionefficiencyandloadingability,additiontodevelopingnewmaterialanotherimportantapproachistochangenutstructuretoimproveloaddistributionandreducestressconcentration．Investigatingtheloaddistributio

8、n,discussingtheregularitiesoftheloaddistribution，aswellasmakingmeasurestoincreasingbearingabilityaresignificantlyimportant．Therapid