高速精密滾珠絲杠副動態(tài)特性的理論和實驗研究.pdf

1、航天高速工況對精密滾珠絲杠副的動態(tài)特性提出了更高的要求，特別是在體積重量、接觸特性、靜動態(tài)響應等方面。傳統(tǒng)的針對普通民用滾珠絲杠副的設計理論和實驗平臺已經(jīng)無法滿足高速滾珠絲杠副的需要。在這種背景下，針對高速工況下滾珠絲杠副動態(tài)特性的研究就顯得尤為重要。
　　本文首先利用赫茲接觸理論，研究了滾珠與螺旋滾道面的接觸特性，分析求解了軸向載荷作用下的接觸變形量、軸向接觸剛度以及接觸角的變化。在理論分析的基礎上，還借助于有限元軟件Abaqu

2、s對不同負載條件下滾珠絲杠副的接觸變形量進行了仿真，并和計算結果進行了對比。
　　然后在考慮離心力和陀螺力矩的條件下，對高速工況下滾珠的運動狀況和受力狀況進行了理論分析。在上述理論分析的基礎上，又借助多體動力學軟件Adams進行了不同轉速下滾珠絲杠副的動力學仿真分析，探究了高轉速對滾珠絲杠副運動狀況和受力狀況的影響。
　　在上述滾珠受力分析的前提下，通過分析摩擦力的來源，建立出摩擦力矩的理論模型后，對摩擦力引起的發(fā)熱和溫升進

3、行了理論計算，探究了高速工況下摩擦力對絲杠副動態(tài)性能的影響。為了減小摩擦力矩帶來的不良影響，又建立了以減小摩擦力矩為目標的優(yōu)化模型，并借助MATLAB進行了尋優(yōu)計算。
　　而后，本文分析了高速工況下滾珠絲杠副傳動過程中振動、噪聲的來源，并結合航天伺服機構用滾珠絲杠副的特點，對絲杠副進行了模態(tài)分析求解出固有頻率。
　　最后，通過實驗測試出不同轉速下滾珠絲杠副引起的軸承座和套筒的振動特性和溫升，探究了高轉速對整個絲杠副動態(tài)特性的