滚珠丝杠副系统抗共振特性分析.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82012年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2012文章编号：1001—2265(2012)08—0018—05滚珠丝杠副系统抗共振特性分析刘立，汤文成，陈勇将(东南大学机械工程学院，南京211189)摘要：为了提高高速运动滚珠丝杠副系统的稳定性，避免结构共振，对滚珠丝杠副系统的模态特性进行有限元分析。探讨了螺母位置、支撑方式、工作台及两端支撑轴承对滚珠丝杠副系统模态特性的影响。最后，通过锤击法对滚珠丝杠副系统进行试验模态分析。结果表明：不同的需求场

2、合需选择不同的支撑方式。工作台质量以及轴承的轴向刚度均影响进给系统的轴向变形模态，而轴承的径向刚度主要影响进给系统的弯曲变形模态，且试验结果与计算结果基本一致，本模型能较好地表征系统的动力学特性。关键词：滚珠丝杠副系统；有限元；模态分析；动力学特性中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AAnalysisoftheAnti。resonanceofBallScrewSystemLIULi，TANGWen—cheng，CHENYong—jiang(SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211

3、189，China)Abstract：Inordertoimprovethestabilityofhighspeedballscrewsystem，avoidingresonance，modalanalysisoftheballscrewsystemisdoneusingtheFEAmethod．Discusstheinfluenceofthepositionsofthenut，thestrutways，worktableandthesupportingbearingonthesystemmode．Finally，modaltestingoftheballscre

4、wsystemisdonewithhammeringmethod．Theresultshowsthatthechoiceofdifferentstrutwaysshoulddependontheneedsofoccasions．Andboththequalityoftheworktableandtheaxialstiffnessofthesupporthavethemainfactorthatafectstheaxialdeformationmodeofthesystem，andthemainfactorthataffectstheflexuraldeformat

5、ionmodeistheradialstiffnessofthesupport．Andthetestresultsareconsistentwiththecalculatedresults，thismodelcanwellcharacterizethedynamiccharac—teristicsofthesystem．Keywords：ballscrewsystem；finiteelement；modelanalysis；dynamiccharacteristic目前关于滚珠丝杠副系统动力学特性的有限元O引言分析还比较少，且仅限于对丝杠模态及将滚珠简滚珠丝杠副因

6、其定位精度好、刚度高、摩擦系数化后对进给系统的某一位置进行谐响应分析，未对小等特点，被广泛应用于各种工业设备、精密仪器的螺母位置、支撑方式、工作台及两端支撑轴承对滚珠进给机构，尤其在精密数控机床的直线驱动执行单丝杠副系统模态特性的影响进行系统研究，且很少元中应用较多⋯。我国制造业基础设施落后，制造经过试验验证有限元计算结果的准确性。而螺母位加工工艺不够精良。滚珠丝杠副加工精度不高，转置、工作台及两端支撑均对滚珠丝杠副系统模态特速上不去，直接制约了其所应用的机床等精密设备性有直接影响。因此，本文针对滚珠丝杠副结构特的性能，这就需要我们对滚珠丝杠副动力学性能有点，装配

7、完整系统模型，探讨了螺母位置、支撑方式、更深入的了解。模态特性分析可用来确定结构的各工作台及两端支撑轴承对滚珠丝杠副系统模态特性阶固有频率和振型特点，是进行瞬态动力学和谐响的影响，并进行试验验证。应等分析的基础。收稿日期：2012—04—17：修回日期：2012—05—15基金项目：国家科技重大专项项目(数控机床专项)(2009ZX04011—031)作者简介：刘立(1987一)，男，江苏人，东南大学硕士研究生，研究方向为先进制造技术等，(E—mail)615186849@qq．COrn。2012年8月刘立，等：滚珠丝杠副系统抗共振特性分析·l9·1滚珠丝杠副系统

8、简述600