基于ProE和ANSYSWorkbench的滚珠丝杠副造型与有限元分析.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术No．42014年4月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueApr．2014文章编号：1001—2265(2014)04—0001—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．04．001基于Pro／E和ANSYSWorkbench的滚珠丝杠副造型与有限元分析水徐光远，潘国义，陶卫军，冯虎田(南京理工大学机械工程学院，南京210094)摘要：基于Pr(】／E与ANSYSWorkbench进行协同仿真及优化的思路，详细阐述了滚珠丝杠副三维模

2、型的参数化和族表建模过程，提出了一种简单有效的滚珠装配方法，为实现结构分析与全面仿真奠定基础。总结Pr0／E与ANSYS接口技术，将滚珠丝杠副简化处理后导入ANSYSWorkbench软件，建立其非线性接触模型，在对模型合理施加载荷和设置边界条件后，采用StaticStructural模块对滚珠丝杠副进行仿真分析，计算出滚珠、丝杠、螺母三个主要组成部分在工作过程中的应变、应力及安全系数等。分析表明，有限元计算结果与实际情况相近，为滚珠丝杠副的设计、优化和失效分析提供了参考依据和方法。关键词：滚珠丝杠副；族表与参数化；有限元；力学分析中图分类号：TH16

3、；TG65文献标识码：AModelingandFEManalysisoftheBallScrewBasedonPo，EandANSYSWorkbenchSoftwareXUGuang—yuan，PANGuo—yi，TAOWei-jun，FENGHu—tian(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：BasedontheideaofusingPro／EandANSYSWorkbenchsoftwar

4、etoCO—simulateandoptimize，thedimensionalmodelingprocessofparameterizationandPro／Efamilytableofballscrewiselaborated，andasimpleandeffectivemethodofassemblingtheballisproposed．Therefore，afoundationforthefuturestructuralanalysisandcomprehensivesimulationislaid．Moreover，afterinvesti

5、gatingtheinterfacetechnolo—gYbetweenPro／EandANSYS，themodelofballscrewissimplified，whichisimportedintoANSYSWork-benchsoftware．Thenthenonlinearcontactmodelisestablished．Withthereasonablesettingoftheloadingandboundaryconditions，thecontactstress，deformationandsafetyfactorofball，scre

6、wandnutwerecalcu—latedbyStaticStructuralmodule．AnalysisshowstheFEMresultsareconsistentwiththeactualsituation，whichindicatesareferenceandmethodfordesign，optimizationandfailureanalysisoftheballscrewispro—vided．Keywords：ballscrew；parameterizationandfamilytable；FEM；mechanicalanalysi

7、s的建模与装配方法，但其滚珠定位不准、所有滚珠变为0引言整体模块；东南大学的战晓明利用ADAMS对滚珠伴随着计算机辅助工程技术在工业应用领域的不进出反向装置的力学性能进行描述，但没有考虑摩擦断发展，国内外企业逐步将三维产品建模、数学优化设因素；张瑞华基于HyperMesh对滚珠丝杠展开了参计方法、有限元分析相结合起来，搭建快速设计的数字数化设计分析；宁怀明赵万军等对丝杠进行了相化环境平台，已成为一种行而有效的产品开发技术。应的模态分析；李凌丰等研究了滚珠丝杠的轴向变滚珠丝杠副作为机械传动中重要的零部件，随着形情况，不足的是采用的模型过于简化，也不是针对

8、装机械行业向高精度、高速度和高刚度的方向发展，对其配体。由此，本文以汉江某型号滚珠丝杠副为例，