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重载滚珠丝杠副接触应力分析与实验台设计

作　者: 罗容
导　师: 李凌丰
学　校: 浙江大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 滚珠丝杠副力学模型承载能力有限元方法滚珠丝杠副实验台
分类号: TH132.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 236次
引　用: 5次
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内容摘要

滚珠丝杠副作为精密直线传动元件广泛应用于电动注塑机等自动化机械中,随着设计和加工制造等技术的进步,滚珠丝杠副的综合性能有了很大提高,本文在此基础上对滚珠丝杠副承载能力进行探讨和研究。本文主要工作如下:第一章,介绍滚珠丝杠副发展历程,概述了国内外发展现状,总结了滚珠丝杠副的一些研究成果,然后介绍了重载滚珠丝杠副的研究背景和意义,最后简述了本文的研究内容和目标。第二章,介绍了滚珠丝杠副的特点、结构和分类等。然后根据重载滚珠丝杠副的特点建立了滚珠丝杠副的力学模型。第三章,基于滚道坐标系与丝杠坐标系间的变换,提出了滚珠载荷的计算方法,建立了滚珠有限元模型,并用有限元方法对其进行应力分析。针对不同的接触角、滚珠圈数、滚珠直径进行计算,获得了滚珠接触应力的分布情况。分析表明,通过优化滚珠丝杠副相关参数,可以降低滚珠接触应力极值,这对于提高滚珠丝杠副承载能力具有参考意义。第四章,提出重载滚珠丝杠副实验台的框架,设计了实验台的机械结构,根据拟定的测试内容和目标选定了测试元件。第五章,对全文研究内容进行了总结与回顾,重点介绍本文的创新点,并对今后的工作做了展望。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-10
1 绪论  10-15
  1.1 滚珠丝杠副发展历程及研究现状  10-13
    1.1.1 滚珠丝杠副发展历程  10-11
    1.1.2 滚珠丝杠副国内外研究现状  11-13
  1.2 研究背景和意义  13
  1.3 本文主要研究内容  13-14
  1.4 本章小结  14-15
2 滚珠丝杠副介绍及力学模型  15-27
  2.1 滚珠丝杠副介绍  15-23
    2.1.1 滚珠丝杠副特点  15-16
    2.1.2 滚珠丝杠副结构和分类  16-19
    2.1.3 滚珠丝杠副材料  19-20
    2.1.4 滚珠丝杠副安装  20-21
    2.1.5 滚珠丝杠副维护  21-23
  2.2 滚珠丝杠副力学模型  23-26
  2.3 本章小结  26-27
3 滚珠接触应力分析与计算  27-45
  3.1 滚珠载荷计算  28-29
  3.2 滚珠接触应力分析  29-43
    3.2.1 滚珠接触应力计算  29-32
    3.2.2 接触角影响作用分析  32-39
    3.2.3 滚珠圈数影响作用分析  39-41
    3.2.4 滚珠直径影响作用分析  41-42
    3.2.5 载荷影响作用分析  42-43
  3.3 结果分析  43-44
  3.4 本章小结  44-45
4 重载滚珠丝杠副实验台设计  45-59
  4.1 滚珠丝杠副实验台测试内容  46-47
  4.2 滚珠丝杠副实验台测试方案  47-58
    4.2.1 实验台结构设计  48-50
    4.2.2 实验台液压负载系统设计  50-52
    4.2.3 测试元件选型  52-58
  4.3 本章小结  58-59
5 总结与展望  59-61
  5.1 本文总结  59-60
  5.2 今后工作展望  60-61
参考文献  61-66
附录Ⅰ 滚珠建模APDL及其含义  66-69
附录Ⅱ 滚珠应力求解APDL及其含义  69-75
附录Ⅲ 滚珠应力计算结果APDL及其含义  75-77
附录Ⅳ 攻读硕士学位期间发表或已录用的学术论文  77-78
附录Ⅴ 攻读硕士学位期间参与的科研项目  78

重载滚珠丝杠副接触应力分析与实验台设计

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