滾動直線導(dǎo)軌動態(tài)特性研究.pdf

1、滾動直線導(dǎo)軌以其高傳效、高承載、低磨損等優(yōu)勢成為機床中必不可少的關(guān)鍵鏈接部件的同時，也順理成章的成為了機床中典型接合面結(jié)構(gòu)。由于機床中接合面結(jié)構(gòu)是機床振動問題和機床阻尼的主要來源，所以滾動直線導(dǎo)軌的接合面結(jié)構(gòu)的振動也成為了機床朝高精、高速發(fā)展的主要“攔路虎”。為了使機床能夠順應(yīng)其發(fā)展趨勢，對滾動直線導(dǎo)軌的動態(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直線導(dǎo)軌為研究對象，分別采用理論解析建模方法、動態(tài)試驗方法

2、和有限元建模方法對其動態(tài)特性進行細致深入的研究，并將3種方法所獲取的動態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)進行對比、分析以確保建模方法和數(shù)據(jù)的正確性。本文對滾動直線導(dǎo)軌動態(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)域的滾動直線導(dǎo)軌，獲得研究對象結(jié)構(gòu)特點并以此對滾珠接觸特性做出點對點法向赫茲接觸假設(shè)和切向微觀黏滑假設(shè)進而得出滾珠接觸時法向接觸剛度和切向接觸剛度表達式。
　　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)滾動直線導(dǎo)軌的動力學(xué)理論解析模型及運動微分方程;在獲得固有頻率和振型的同時分析有無考慮滾珠切向接觸剛度對導(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)對其動態(tài)特性的影響。
　　再其次，為了最真實的獲取HG-45型滾動直線導(dǎo)軌的動態(tài)特性參數(shù)，利用B&K動態(tài)測試系統(tǒng)對滾動直線導(dǎo)軌進行動態(tài)特性試驗，將獲取的低階固有頻率和振型與理論解析模型結(jié)果進行對比并分析相對

4、誤差產(chǎn)生原因以驗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，建立滾動直線導(dǎo)軌的動力學(xué)有限元模型;進行模態(tài)分析并將其計算結(jié)果與理論解析和試驗結(jié)果進行對比驗證有限元建模的可靠性;基于模態(tài)計算結(jié)果進一步進行諧響應(yīng)分析，獲得不同頻率下的響應(yīng)幅值等動態(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直線導(dǎo)軌動態(tài)特性時不能忽略;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向振幅量級較X、Z向高一個