滾動(dòng)直線導(dǎo)軌動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌以其高傳效、高承載、低磨損等優(yōu)勢成為機(jī)床中必不可少的關(guān)鍵鏈接部件的同時(shí)，也順理成章的成為了機(jī)床中典型接合面結(jié)構(gòu)。由于機(jī)床中接合面結(jié)構(gòu)是機(jī)床振動(dòng)問題和機(jī)床阻尼的主要來源，所以滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的接合面結(jié)構(gòu)的振動(dòng)也成為了機(jī)床朝高精、高速發(fā)展的主要“攔路虎”。為了使機(jī)床能夠順應(yīng)其發(fā)展趨勢，對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)特性研究勢在必行。
　　本文以上銀HG-45型四滾道單圓弧接觸滾動(dòng)直線導(dǎo)軌為研究對(duì)象，分別采用理論解析建模方法、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法

2、和有限元建模方法對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行細(xì)致深入的研究，并將3種方法所獲取的動(dòng)態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析以確保建模方法和數(shù)據(jù)的正確性。本文對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌動(dòng)態(tài)特性研究的具體內(nèi)容如下:
　　首先，通過介紹不同種類、結(jié)構(gòu)和適用領(lǐng)域的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，獲得研究對(duì)象結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并以此對(duì)滾珠接觸特性做出點(diǎn)對(duì)點(diǎn)法向赫茲接觸假設(shè)和切向微觀黏滑假設(shè)進(jìn)而得出滾珠接觸時(shí)法向接觸剛度和切向接觸剛度表達(dá)式。
　　其次，利用彈簧阻尼單元來模擬滾珠接觸并建立含有法向和切向

3、接觸剛度的滾珠接觸等效力學(xué)模型;基于Lagrange方程構(gòu)建和推導(dǎo)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的動(dòng)力學(xué)理論解析模型及運(yùn)動(dòng)微分方程;在獲得固有頻率和振型的同時(shí)分析有無考慮滾珠切向接觸剛度對(duì)導(dǎo)軌固有特性的影響及載荷參數(shù)、導(dǎo)軌材料參數(shù)以及導(dǎo)軌尺寸參數(shù)對(duì)其動(dòng)態(tài)特性的影響。
　　再其次，為了最真實(shí)的獲取HG-45型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，利用B&K動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)，將獲取的低階固有頻率和振型與理論解析模型結(jié)果進(jìn)行對(duì)比并分析相對(duì)

4、誤差產(chǎn)生原因以驗(yàn)證理論解析模型的合理性。
　　最后，采用彈簧阻尼單元模擬滾珠接觸的方法，建立滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的動(dòng)力學(xué)有限元模型;進(jìn)行模態(tài)分析并將其計(jì)算結(jié)果與理論解析和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證有限元建模的可靠性;基于模態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行諧響應(yīng)分析，獲得不同頻率下的響應(yīng)幅值等動(dòng)態(tài)特性。
　　在研究過程中發(fā)現(xiàn):滾珠切向接觸剛度在研究滾動(dòng)直線導(dǎo)軌動(dòng)態(tài)特性時(shí)不能忽略;滾珠預(yù)緊力的變化與系統(tǒng)固有頻率的變化呈正相關(guān);Y向振幅量級(jí)較X、Z向高一個(gè)