检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：赵炳荣重庆大学

学位级别：硕士

差动式行星滚柱丝杠因其具有小体积、大负载、高精度、高功率比、高可靠性以及长寿命等优点而被广泛应用于航空航天、武器装备、船舶、高精密机床、汽车、医疗和机器人等国家重点发展领域。差动式行星滚柱丝杠在温度场、高转速和高承载... 详细信息

差动式行星滚柱丝杠因其具有小体积、大负载、高精度、高功率比、高可靠性以及长寿命等优点而被广泛应用于航空航天、武器装备、船舶、高精密机床、汽车、医疗和机器人等国家重点发展领域。差动式行星滚柱丝杠在温度场、高转速和高承载等工况下带来的温升、热变形和寿命缩短等问题,已成为制约其向高稳定性和高可靠性发展的重要因素。为此,本文以差动式行星滚柱丝杠为研究对象,采用理论分析、数值计算、有限元仿真与试验验证相结合的方式,研究了温度场、结构参数、材料特性等多因素影响下的接触热导、温升特性、热变形以及寿命的变化规律。相关研究结果为差动式行星滚柱丝杠在热变形和热疲劳等关键性问题上提供了理论基础和试验依据,为满足国家重点领域对差动式行星滚柱丝杠的性能需求产生重要作用。论文主要研究内容如下:(1)基于多尺度微观接触力学模型,建立了丝杠—滚柱侧和螺母—滚柱侧在弹塑性机制下的分形接触热导模型,系统分析了分形维数、分形粗糙度、轴向负载和材料特性参数对差动式行星滚柱丝杠接触热导的影响规律。(2)基于Block热网络模型,计算了传导热阻、对流热阻和结合面处接触热阻,推导了丝杠、滚柱、螺母和保持架的温度节点方程,将温度节点连接成网状建立了差动式行星滚柱丝杠热网络温升预测模型,分析了温度场、负载和丝杠转速对差动式行星滚柱丝杠温度分布的影响规律。(3)基于稳态非均匀温度场,建立了热变形计算模型;计算了热边界条件,建立了差动式行星滚柱丝杠热力耦合有限元分析模型,分析了温度场、轴向负载和对流换热系数对差动式行星滚柱丝杠温升、热应力和热变形量的影响规律。(4)基于Palmgren-Lundberg寿命理论,考虑温度的影响,建立了差动式行星滚柱丝杠寿命模型,分析了在温度场条件下负载、丝杠导程和滚柱数量对寿命的影响规律,并给出了延长差动式行星滚柱运行寿命的方法。(5)自主设计和搭建了差动式行星滚柱丝杠高低温耐久试验平台,通过接触式温度传感器实测了螺母表面在温度场中的温升情况,测量了耐久前后丝杠、滚柱和螺母的牙廓参数,记录了常温和高低温条件下差动式行星滚柱丝杠运行的循环次数,通过试验与理论分析结果对比,验证了理论模型的正确性。

关键词：差动式行星滚柱丝杠接触热导温升预测热力耦合温度寿命

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差动式行星滚柱丝杠承载特性分析

引用

重庆大学学报 2020年第12期43卷 23-32页

作者：郑正鼎陈兵奎杜兴陈永洪重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

基于空间啮合理论与赫兹接触理论展开差动式行星滚柱丝杠承载特性分析,综合考虑由滚柱与丝杆初始啮合点偏置引起的接触点位置变化对承载特性的影响,建立差动式行星滚柱丝杠空间啮合几何学模型,采用数值方法对滚柱和丝杆的啮合点位置和... 详细信息

基于空间啮合理论与赫兹接触理论展开差动式行星滚柱丝杠承载特性分析,综合考虑由滚柱与丝杆初始啮合点偏置引起的接触点位置变化对承载特性的影响,建立差动式行星滚柱丝杠空间啮合几何学模型,采用数值方法对滚柱和丝杆的啮合点位置和主曲率进行求解,推导出单个滚柱螺纹齿面载荷分布和承载能力计算几何模型,将模型计算结果与直接刚度法计算结果进行对比,验证了模型的正确性;系统分析了牙型角、螺距、滚柱螺纹节数、丝杆与滚柱材料弹性模量比等因素对差动式行星滚柱丝杠载荷分布和承载能力的影响规律。

关键词：差动式行星滚柱丝杠承载特性啮合理论载荷分布承载能力

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差动式行星滚柱丝杠传动特性理论研究

差动式行星滚柱丝杠传动特性理论研究

引用

作者：郑正鼎重庆大学

学位级别：硕士

差动式行星滚柱丝杠(differential planetary roller screw,DPRS)因其具有高精度、高效率、高负载比、高可靠性以及高稳定性等优点已被广泛应用于航空航天、武器装备、机器人、汽车、高精密机床和石油化工等国家重点发展领域。然而,目前... 详细信息

差动式行星滚柱丝杠(differential planetary roller screw,DPRS)因其具有高精度、高效率、高负载比、高可靠性以及高稳定性等优点已被广泛应用于航空航天、武器装备、机器人、汽车、高精密机床和石油化工等国家重点发展领域。然而,目前DPRS存在基础理论研究薄弱和难以高质高效的批量化生产等问题,迫切需要对DPRS的基础共性技术进行研究。为此,本文以DPRS为研究对象,采用理论分析、数值计算和有限元仿真相结合的方法,系统研究了结构参数、材料特性、制造误差和装配误差等多因素综合作用下DPRS的传动特性及其变化规律,相关研究结果对DPRS的精度维持、寿命延长和可靠性提高等关键工程问题具有重要的理论意义和工程应用价值。主要研究内容如下:(1)基于DPRS运行原理和传动几何关系,开展了机构学分析,从数理层面论证了传动的合理性;建立了DPRS运动学分析模型,解析了各构件之间的运动关系和丝杠实际传动导程;基于空间啮合原理,建立了DPRS空间啮合几何学模型,采用数值方法对滚柱和丝杆的啮合点位置和接触区域进行了求解,揭示了不同滚柱轴向齿廓、关键结构参数、制造误差及装配误差对传动副啮合性能的影响规律。(2)运用赫兹接触理论建立了单根滚柱螺纹齿面载荷分布和承载能力的数值计算模型,并与有限元仿真结果以及已有文献计算结果进行对比,验证了模型的准确性;探讨了滚柱载荷分布对结构因素和螺纹加工误差的敏感性,得到了其对DPRS滚柱载荷分布的影响规律;提出滚柱螺纹牙均载设计方法,改善了滚柱载荷分布不均现象。(3)考虑滚柱与丝杆之间的实际接触情况,对Archard磨损理论进行了修正,建立了DPRS的精度损失预测模型,计算了滑动磨损的精度损失率,揭示了精度损失下的载荷分布变化规律;分析了结构参数、丝杆转速及螺母负载对DPRS精度损失的影响,并提出了改善DPRS精度损失的方法。(4)基于摩擦学理论,分析了DPRS摩擦阻力的产生原理,运用Lagrange方法建立了DPRS刚体动力学模型,得到了传动过程中的动态摩擦力矩和传动效率的求解方程;基于上述刚体动力学模型和求解方程,系统分析了结构参数、丝杆转速及螺母负载对DPRS动态特性的影响规律,给出了提高DPRS传动效率、延长丝杠综合使用寿命的设计与使用原则。

关键词：差动式行星滚柱丝杠啮合理论承载特性精度损失动态特性

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差动式行星滚柱丝杠预紧转矩分析与求解

引用

机械设计与制造 2015年第3期 1-4,9页

作者：徐强王水铭赵国平黄玉平北京精密机电控制设备研究所研发中心北京100076

针对差动式行星滚柱丝杠的空间螺旋面啮合特点,对预紧条件下滚柱与丝杆啮合处的相对滑动和由此引发的摩擦力及摩擦力矩进行了详细的分析。综合考虑了滚柱与螺母间接触椭圆上因几何滑动带来的附加摩擦转矩对滚柱平衡的影响,建立了该类型... 详细信息

针对差动式行星滚柱丝杠的空间螺旋面啮合特点,对预紧条件下滚柱与丝杆啮合处的相对滑动和由此引发的摩擦力及摩擦力矩进行了详细的分析。综合考虑了滚柱与螺母间接触椭圆上因几何滑动带来的附加摩擦转矩对滚柱平衡的影响,建立了该类型丝杠预紧转矩的计算模型。结合某一具体规格的差动式行星滚柱丝杠给出了不同导程下预紧载荷对应的预紧转矩,结果表明预紧转矩随导程和预紧载荷的增加而增加,为该类型差动式行星滚柱丝杠的设计与应用提供理论依据。

关键词：差动式行星滚柱丝杠啮合滑动几何滑动预紧转矩

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