滚珠丝杠额定负荷(运动参数对滚珠丝杠的影响)

Posted 2023-06-01

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滚珠丝杠额定负荷(运动参数对滚珠丝杠的影响)

滚珠丝杠副的轴向刚度为与滚珠丝杠副相关联的零部件刚度的串联总和。其中以丝杠、螺母组件和支承轴承的轴向刚度影响最大，其他零部件的影响较小，可忽略不计。只有深入的了解各个组件的的影响轴向刚度的因素，才能比较合理地建立求解滚珠丝杠副轴向接触变形、轴向刚度的模型。滚珠丝杠副结构形式复杂，结构参数众多，且各个参数之间存在相互关联。每个参数的选取都会对滚珠丝杠副的定位精度产生影响，进而影响丝杠副的轴向剐度。本文重点讨论接触角、间隙、螺旋升角、丝杠副直径和滚珠直径对丝杠副轴向刚度的影响。

随着高速机床技术的不断发展，具有高精度，高速度、高加速度、高负荷的滚珠丝杠副在机械传动系统中得到越来越广泛的应用。但高速重载工况的实现过程会面临很多新的问题。

理论上来说，滚珠丝杠的线速度可以简单地通过提高转速实现，但是，提高丝杠的转速也同样存在很多问题，一是不能超过临界转速，超过临界转速可能会发生共振现象，影响滚珠丝杠副的稳定性；二是高速重载工况条件下的滚珠丝杠副的运动机理、变形特征、磨损机理不同于传统工况，ＤＮ值较大，离心力作用非常明显，具体的反应出来就是刚性差，噪声超标，摩擦力加大，性能一致性差，疲劳损伤加快，丝杠的寿命大大下降。

而且，滚珠丝杠副中存在间隙，间隙在高速度和高加速度工况下对滚珠丝杠副的传动性能的影响更是不可小视，特别是其带来的动力学效应更值得关注。由于间隙的存在，在运动过程中运动副元素会产生失去接触的现象，待再恢复接触时会发生碰撞，引起剧烈的振动。碰撞时加速度、运动副反力的幅值可能达到零间隙的几倍甚至十几倍。在高速机械中，运动副中的间隙对系统的动态响应也会产生很大的影响，可以产生剧烈的噪声和磨损，造成丝杠副的刚度严重下降。

速度的增大和能实现频繁精密的换向本来是滚珠丝杠副的优点。但当速度和加速度达到一定的程度时，会引起滚珠丝杠副的剧烈振动，使整个滚珠丝杠副系统的刚度下降。