位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于结合部刚度特性的滚珠丝杠进给系统动态特性分析
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113[机械工程—机械设计及理论] TH132[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]上海理工大学机械工程学院,上海200093
  • 相关基金:国家自然科学基金(50975179); 上海市教委科研创新(11ZZ136); 上海市科委科研计划(13160502500); 沪江基金(D14005)资助项目
中文摘要:

滚珠丝杠进给系统的动态特性对数控机床的定位精度、加工性能和振动等特性具有重要影响。针对滚珠丝杠进给系统理论建模中结合部刚度难以确定的问题,以自行设计制造的滚珠丝杠进给系统为研究对象,基于吉村允效法计算进给系统固定结合部的刚度;根据滚珠丝杠副、滚动导轨副和轴承结合部的共同特点,提出基于Hertz接触理论的进给系统滚动结合部刚度计算方法,建立进给系统的有限元模型。在此基础之上,对进给系统进行理论和试验模态分析,通过模态振型和固有频率的对比验证了有限元模型和滚动结合部刚度计算方法的正确性。根据所建立的有限元模型,着重分析工作台的质量和位置、滚珠丝杠副的刚度、滚动导轨副的刚度和轴承的刚度等参数对进给系统动态特性的影响。所提出的方法为机床滚动结合部刚度的识别提供了参考,研究结论为滚珠丝杠进给系统的改进设计和动态性能优化提供了依据。

英文摘要:

Dynamic characteristic of ball screw feed system is of significant influence on positioning precision, machining performance and vibration characteristic of machine tools. In illusion to the problem that stiffness of joints are difficult to determine in theoretical modeling of the ball screw feed system, with a self-designed and manufactured ball screw feed system as research object, fixed joints stiffness of the feed system is obtained by Takashi Yoshimura method; According to the common feature of ball screw assembly, rolling guide pair and rolling bearing, a stiffness calculating method of the rolling joints is proposed based on the Hertz contact theory, upon which a finite element (FE) model is established. On this basis, theoretical and experimental modal analysis are conducted, the validity of the FE model is verified by the comparisons of modal shapes and natural frequencies. According to the established FE model, effects of workbench's mass and location, ball screw assembly's stiffness, rolling guide pair's stiffness and bearing's stiffness on dynamic characteristic of the ball screw feed system are analyzed. The proposed method provides a reference for the stiffness identification of machine tool's rolling joints, and the research conclusions provide a foundation for optimal design of the ball screw feed system.

同期刊论文项目
期刊论文 26 会议论文 8 获奖 2 专利 7 著作 2
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603