王曜宇, 胡育佳

(上海理工大学 机械工程学院,上海 200093)

滚珠丝杠等效刚度解析表达研究

王曜宇, 胡育佳

(上海理工大学 机械工程学院,上海 200093)

为了得到精准的滚珠丝杠等效抗拉及抗扭刚度的计算公式,对一种丝杠刚度的计算方法进行了研究.通过理论推导、数值仿真和基于修正的二维对数正态分布的密度函数拟合得到了考虑不同参数的滚珠丝杠的抗弯和抗拉刚度的解析表达式.对比公式计算结果和有限元仿真结果,可以发现本文的刚度表达公式具有更强的通用性和计算精度.

滚珠丝杠; 刚度; 对数正态分布

滚珠丝杠是将回转运动转化成直线运动的产品,它具有低摩擦、高精度及运动可逆性等优点,在工业设备和精密仪器传动中被广泛使用.在丝杠进给系统的研究中,丝杠的抗拉刚度和抗扭刚度是重要的参数,直接影响到进给系统的定位精度以及静、动力学性能.然而,关于丝杠刚度的计算方法,国家标准GB/T 17587.4—2008[1]以及一些已发表的研究结果仍旧存在不足.在国标GB/T 17587.4—2008中,抗拉刚度计算时只考虑丝杠沟槽与滚珠接触点的半径,忽略了沟槽深度及接触半径外侧材料对刚度的影响.Jarosch[2]将丝杠简化成直径与丝杠外径相同的圆柱体,并未考虑到沟槽对刚度的削弱作用.李东君[3]设计了丝杠抗拉刚度的实验方案,并在理论分析的基础上,将理论计算与实验进行了比对[4].徐凤翔[5]对抗拉刚度进行了理论分析及实验方案设计,搭建了抗……