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(华东理工大学机械与动力工程学院,上海 200237)

考虑滚珠尺寸误差时滚珠螺旋副的受力和寿命分析

甄妮,安琦

(华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237)

以外循环式滚珠螺旋副为研究对象,通过力学分析建立了一种考虑滚珠尺寸误差、计算每个滚珠受力及滚珠螺旋副寿命的计算模型。结合一个具体的算例,研究了只存在一个滚珠误差、所有滚珠存在随机性误差两种情况下尺寸误差对滚珠受力情况及疲劳寿命的影响,绘制了滚珠最大接触应力曲线,计算了滚珠螺旋副的疲劳寿命。研究结果表明:提高滚珠加工精度,滚珠螺旋副的寿命也随之增加。

滚珠螺旋副; 尺寸误差; 力学分析; 疲劳寿命

滚珠螺旋副是在螺杆齿槽和螺旋套齿槽之间设置适量滚珠作为中间传动体的螺旋传动方式。与滑动螺旋副相比,滚珠螺旋副具有较高的传动效率和较长的使用寿命。滚珠在加工过程中存在尺寸误差,而目前对滚珠螺旋副进行力学分析及寿命计算中大多没有考虑这一因素。

黄琴等[1]对封闭槽螺母滚动螺旋副的弹性接触变形进行分析与推导,建立的模型忽略螺旋角、载荷分布不均的影响,推导出在轴向载荷作用下,滚珠螺旋副的轴向弹性位移量的计算公式和简化公式。姜洪奎[2]建立了滚珠丝杠副的力学模型,并利用有限元方法验证力学模型,分析了螺旋升角、接触角对滚珠丝杠副力学性能的影响。翁健光等[3]以赫兹接触理论为基础,假设滚珠受力情况相同,建立滚珠丝杆副的接触变形与刚度的数学模型。……