混合陶瓷滚珠丝杠副动力学性能影响因素分析.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82013年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2013文章编号：1001—2265(2013)08—0030—03混合陶瓷滚珠丝杠副动力学性能影响因素分析刘莉，姜洪奎(1．淄博职业学院机电工程学院，山东淄博255314；2．山东建筑大学机电学院，济南250101)摘要：陶瓷作为新兴的材料在高速滚珠轴承上得到了广泛应用，目前滚珠丝杠滚珠材料大部分还是以轴承钢为主。论文在赫兹接触、滚道控制理论的基础上，对混合陶瓷滚珠丝杠副进行了等效简化，建立了高速滚珠丝杠副

2、的多体动力学仿真模型，以间隔滚珠尺寸、运行速度和接触角为主要分析对象，通过正交实验，对比分析了不同型式的混合陶瓷滚珠链对滚珠丝杠副力学性能的影响，仿真结果表明，进给速度是影响混合陶瓷滚珠丝杠副摩擦力矩大小的主要因素，其次为间隔陶瓷滚珠的尺寸，通过改变滚珠尺寸建立不同组合的混合陶瓷滚珠链，可以有效提高高速工况下的混合陶瓷滚珠丝杠副的动力学性能。关键词：混合陶瓷滚珠丝杠副；接触碰撞；多体动力学中图分类号：TH132文献标识码：AAnalysisofInfluencingFactorsonDynamicalPerformanceofHybridCeramicandStee

3、lBallScrewMechanismLIULi，JIANGHong．kui(1．SchoolofMerchanicalandElectricalEngineering，ZiboVocationalInstitute，ZiboShandong255314，China；2．SchoolofMechatronics，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China)Abstract：Currentceramicisusedasthematerialforhighspeedballbearingforitslowdensityandl

4、ubri—cantperformance；howeverthemostcommonmaterialforthehighspeedballscrewischromium—molyb—denumsteelratherthantheceramic．Basedonthehertzcontactandracewaycontroltheoryoftheballscrewandconsideringthecentrifugalforceandgyroscopicmomentactingontheballscrew，thedynamicmodelofhigh—speedballsc

5、rewwassetup．Takeintervalsize，speedandcontactangleofballasmaina—nalysissubject，andtheeffectsofdifferenttypesofworkingceramicballchainsonthemechanicalprop—ertiesoftheballscrewwerestudiedandcomparedthroughtheorthogonalexperiment，Theresulthasshownthatfeedrateisthemainfactorsonthefrictionto

6、rqueofhybridceramicballscrew，anotherfactorisintervalceramicballsize．Differentcombinationsofhybridceramicballchainisestablishedbychan—gingtheballsizeandthemulti—bodydynamicsimulationresultsofthesemodelshowthatthedynamiccharacteristicofballscrewathighspeedcanberaisedthroughchangingthesiz

7、eoftheintervalbal1．Keywords：hybridceramicballscrew；contact—impact；multi—bodydynamics本文以3216型号的滚珠丝杠副为例，基于HertzO引言接触模型和多体动力学理论建立了与实际运行情况轴承钢是滚珠丝杠副最常用的材料。随着滚珠基本相同的滚珠丝杠副系统动力学模型，对运行过丝杠进给速度越来越快，轴承钢滚珠因为转速较高程中不同组合的滚珠链对滚珠丝杠副动力学性能进产生较高的离心力，往往会降低滚珠丝杠副返向器行了研究的寿命、增加滚珠与滚道之间的摩擦，从而限制了滚1滚珠与工作滚道之间接触力学模