滾珠

的產(chǎn)生。因此,對滾珠絲杠副的耐磨性進(jìn)行可靠性分析和優(yōu)化,有利于提高滾珠絲杠副的可靠性。這對整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性的提高有著重要的意義。目前,針對滾珠絲杠副磨損的機(jī)理研究和理論建模研究已經(jīng)有很多。姜洪奎等人[1]總結(jié)了磨損失效的主要形式及失效原因,為磨損的計(jì)算機(jī)建模提供了理論依據(jù)。鐘金豹等人[2]采用有限元仿真軟件,分析了滾珠絲杠副的磨損特性,并基于表面織構(gòu)化機(jī)理對其進(jìn)行了仿真,結(jié)果發(fā)現(xiàn),表面織構(gòu)化能提高滾珠絲杠副的耐磨性?；贏rchard理論,賴建林等人[

1 前言1.1 滾珠絲杠副的發(fā)展歷程1874年，美國設(shè)計(jì)出一種螺旋壓力機(jī)是以滾珠絲杠副傳動(dòng)的。之后德國和英國也有研究滾珠絲杠副傳動(dòng)。我國滾珠絲杠副的理論能追溯至一百年前，且當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式是合理的、科學(xué)的，與如今的結(jié)構(gòu)相似但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到精度要求且但滾珠絲杠副只是作為一個(gè)概念出現(xiàn)，并未真正進(jìn)行生產(chǎn)出來。直至1940年，滾珠絲杠副真正發(fā)揮其作用是在美國，通用汽車公司將其用于汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上。滾珠絲杠副在汽車上的應(yīng)用引起了當(dāng)時(shí)廣泛的關(guān)注。后1943 年飛行器上

床的需求[1]。滾珠絲杠副是數(shù)控機(jī)床中的關(guān)鍵功能部件之一，國內(nèi)學(xué)者對滾珠絲杠已經(jīng)做了大量的研究，如張政潑等[2]提出了一種由螺母預(yù)緊力而產(chǎn)生的附加摩擦力矩的計(jì)算方法，同時(shí)分析了滾珠絲杠副摩擦力矩隨負(fù)載的變化規(guī)律；黃寬等[3]設(shè)計(jì)了一種適用于重載滾珠絲杠副的測量儀，能夠動(dòng)態(tài)測量重載滾珠絲杠副的摩擦力矩和溫升。為了進(jìn)一步提升滾珠絲杠加工制造技術(shù)，本文從理論層面出發(fā)，分析滾珠絲杠副摩擦力矩產(chǎn)生機(jī)理，通過試驗(yàn)研究分析滾道表面粗糙度與摩擦力矩之間的關(guān)系。1 滾珠絲杠

滾刀（見圖1）的滾珠對連桿小孔表面進(jìn)行滾壓加工。滾壓承擔(dān)著保證尺寸精度、表面粗糙度同時(shí)在工件表面擠壓形成一層冷作硬化層的重要作用。而滾壓刀具上的鋼制滾珠就是與連桿小孔表面直接滾壓成形的核心元件，滾珠的安裝要求是一次換裝5顆。圖1 連桿小孔滾刀3 技術(shù)難點(diǎn)1）單顆滾珠安裝存在漏裝的風(fēng)險(xiǎn)，一旦少裝一顆滾珠，加工時(shí)，在不平衡的徑向力作用下會使?jié)L壓刀具產(chǎn)生彎曲變形，導(dǎo)致零件報(bào)廢。嚴(yán)重的會影響機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度，造成機(jī)床不能保證加工穩(wěn)定性和精度的要求。以前就發(fā)生過操

言對于單、雙圓弧滾珠絲杠副來說，存在根本性不同的地方在于滾珠絲杠副滾道法向截面形狀不同。這就會對滾珠絲杠副本身的傳動(dòng)性能，軸向剛度以及承載能力帶來一定變化。然而兩者在傳動(dòng)性能方面上的優(yōu)劣情況，目前還沒有具體的研究說明，為了能夠掌握兩種絲杠的傳動(dòng)特點(diǎn)，通過研究單雙圓弧法向截型對絲杠傳動(dòng)性能的影響，達(dá)到掌握滾珠絲杠主要的法向截型傳動(dòng)性能，以便在以后的滾珠絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)研究過程中進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。1 單、雙圓弧滾珠絲杠副的法面截型如圖1所示，是單、雙圓弧滾珠絲杠副示意

110142)滾珠絲杠副在工作時(shí)難免要發(fā)熱，其溫度將高于床身。滾珠絲杠的熱膨脹將使導(dǎo)程增大，影響機(jī)床定位精度[1-2]。研究表明，熱變形引起的誤差通常會占到工件加工總誤差的40%～70%[3-5]。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般都采用快速升溫，待機(jī)床熱平衡后再進(jìn)行加工，這需要機(jī)床先熱機(jī)，造成生產(chǎn)效率降低。目前，減小機(jī)床熱誤差主要有誤差預(yù)防和誤差補(bǔ)償兩種基本方法[6-7]。采用軟件補(bǔ)償消除誤差，需要對機(jī)床進(jìn)行大量的試驗(yàn)后建立誤差預(yù)測模型，對數(shù)控系統(tǒng)要求較高，有時(shí)還需要

)0 引言單螺母滾珠絲杠副通過控制螺母導(dǎo)程大小控制滾珠絲杠副預(yù)緊力大小，具有傳動(dòng)效率高、定位精度好、反向間隙小等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床行業(yè)，但由于加工誤差不可避免，滾珠絲杠、滾珠螺母總是存在型面誤差，型面誤差將直接影響滾珠絲杠副的使用性能。摩擦力矩作為滾珠絲杠副最重要的性能之一[3]，其優(yōu)劣直接決定滾珠絲杠副的使用情況。在滾珠絲杠副磨損導(dǎo)致摩擦力矩衰退后，常采用更換滾珠的方式調(diào)整預(yù)緊力，從而調(diào)整摩擦力矩。因此，研究型面參數(shù)以及滾珠大小對滾珠絲杠副

G裝卸臂旋轉(zhuǎn)接頭滾珠數(shù)量優(yōu)化研究范 旭（中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)分公司，天津 300452）旋轉(zhuǎn)接頭用于實(shí)現(xiàn)船用LNG裝卸臂低溫管路系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)密封，是船用LNG裝卸臂的核心部件。本文基于Abaqus有限元軟件對LNG裝卸臂旋轉(zhuǎn)接頭整體進(jìn)行靜力學(xué)承載仿真，分別針對雙排滾道滾珠數(shù)目146、120、100、80、60進(jìn)行仿真計(jì)算。結(jié)果表明上下排滾珠的最大切應(yīng)力和最大等效應(yīng)力隨滾珠數(shù)目的增加先減小后增大，最佳滾珠數(shù)目為120。最后根據(jù)滾珠的最大接觸應(yīng)

)0 引言雙螺母滾珠絲杠副通過改變墊片厚度控制滾珠絲杠副預(yù)緊力，具有傳動(dòng)效率高、定位精度好、反向間隙小等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，被廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和農(nóng)業(yè)機(jī)械傳動(dòng)與執(zhí)行系統(tǒng)。但滾珠絲杠存在導(dǎo)程誤差，這直接影響滾珠絲杠副的定位精度和使用性能。摩擦力矩是滾珠絲杠副的重要性能指標(biāo)之一[3]，直接決定滾珠絲杠副的使用情況。因此，不可忽視導(dǎo)程誤差對滾珠絲杠副摩擦力矩的影響。滾珠絲杠副摩擦力矩的計(jì)算多從預(yù)緊力計(jì)算入手。胡建忠等[4]通過坐標(biāo)變換計(jì)算了雙螺母滾珠絲杠副的軸向預(yù)緊

、高精度的高性能滾珠絲杠副已成為滾珠絲杠副的必然發(fā)展趨勢。滾珠絲杠副的載荷分布，對滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度、傳動(dòng)效率及滾珠絲杠副服役壽命有著重大影響[1-2]。因此，在對滾珠絲杠副進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高滾珠絲杠副定位精度時(shí)，精確地計(jì)算滾珠絲杠副載荷分布是必不可少的。滾珠絲杠副的靜態(tài)載荷分布直接決定了滾珠絲杠副靜態(tài)承載能力和精度，常作為分析滾珠絲杠副某些動(dòng)態(tài)特性的基礎(chǔ)，在滾珠絲杠副載荷分布中顯得尤其重要。然而，典型的滾珠絲杠副系統(tǒng)很難直接測量一定軸向載荷下滾珠的受力

在其工作過程中，滾珠和滾道的接觸狀態(tài)是決定其剛性的關(guān)鍵因素，但由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，很難直接檢測到其內(nèi)部滾珠的力學(xué)行為。因此，建立其力學(xué)模型實(shí)現(xiàn)接觸狀態(tài)的精確數(shù)值計(jì)算對研究滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的剛性具有重要意義。在立式升降機(jī)床或存在偏心載荷的設(shè)備中，滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副在工作過程中會出現(xiàn)承受慣性力偏載和切削力等載荷不均的情況，導(dǎo)致滑塊受到五維載荷的作用[2]，五維載荷會直接改變滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的載荷分布，影響滾珠-滾道的接觸狀態(tài)，進(jìn)而改變導(dǎo)軌副的剛性和穩(wěn)定性。國內(nèi)外許多學(xué)

00940 引言滾珠絲杠副是實(shí)現(xiàn)力與力矩轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置，具有承載能力強(qiáng)、剛性高、定位精度高、使用壽命長等[1]優(yōu)良特性，近年來被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工核電等領(lǐng)域。滾珠絲杠副載荷分布是直接影響承載能力和剛性的關(guān)鍵因素，對其進(jìn)行研究與優(yōu)化可有效提高滾珠絲杠副的機(jī)械性能[2]。滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)參數(shù)與材料特性決定了其載荷分布情況，但由于加工過程存在因制造精度、熱變形等因素帶來的滾珠尺寸誤差、絲杠導(dǎo)程誤差以及滾道齒形誤差等幾何誤差，所以每個(gè)滾珠實(shí)際受力情況各不相同

密設(shè)備的發(fā)展，對滾珠絲杠副的需求越來越多。滾珠絲杠副是高速、精密機(jī)械設(shè)備上最常使用的傳動(dòng)部件之一，其主要作用是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑥D(zhuǎn)矩變?yōu)橥鶑?fù)作用的軸向力，自身具有高精度、無自鎖和高效率的特點(diǎn)。滾珠絲杠副由滾珠絲杠、螺母、滾珠（滾動(dòng)體）和反向器組成，在使用過程中，滾珠（滾動(dòng)體）會因磨損而造成直徑變小或形狀不規(guī)則，導(dǎo)致軸向間隙變大，影響設(shè)備在運(yùn)動(dòng)過程中的定位精度和軸向剛度。滾珠（滾動(dòng)體）磨損到一定程度后需要更換新的滾珠（滾動(dòng)體），以恢復(fù)滾珠絲杠副的

曲拐機(jī)構(gòu)[5]及滾珠機(jī)構(gòu)等類型。滾珠機(jī)構(gòu)常用于汽車空調(diào)渦旋壓縮機(jī)中，具有機(jī)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、機(jī)械磨損量較小及使用時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)，還具有軸向止推、切向防自轉(zhuǎn)及徑向限位等特點(diǎn)。針對滾珠防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，文獻(xiàn)[6]對滾珠的幾何特征、滾珠受到的動(dòng)導(dǎo)軌徑向力作用、滾珠的壽命及磨損量加以理論分析，闡述了具有徑向柔性機(jī)構(gòu)的情況下磨損量具有的同步性和自動(dòng)補(bǔ)償性，無徑向柔性機(jī)構(gòu)時(shí)壓縮腔壓力的不對稱性和產(chǎn)生的徑向泄漏。文獻(xiàn)[7]對滾珠防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作原理和受力狀態(tài)進(jìn)行了定性分析，確定了

布的安裝孔完成與滾珠和螺母的裝配[1]。矩陣式返向器作為一種新型的返向器，不同于普通返向器的安裝形式，它通過螺母軸向上的直槽插入螺母[2]，如圖1所示。每個(gè)返向通道之間的距離為一個(gè)導(dǎo)程，且為一列分布。矩陣式返向器使得滾珠絲杠副螺母具有更小的軸向尺寸，滾珠絲杠副也因此更為緊湊，在航空航天伺服機(jī)構(gòu)中有很大的應(yīng)用前景。圖1 含矩陣式返向器的滾珠絲杠副模型 (局部)目前，學(xué)者們已經(jīng)對內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的返向器進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)方面的研究與探討。在對仿真模型的處理上，大多采

72071)精密滾珠絲杠副是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，由于滾珠絲杠副傳動(dòng)效率高，且能夠消除傳動(dòng)間隙、精度高以及運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因而在數(shù)控機(jī)床和機(jī)械制造中得到廣泛應(yīng)用。雙圓弧滾道(哥特式滾道)是目前精密滾珠絲杠副廣泛采用的截型形式。相對于單圓弧滾道，雙圓弧滾道型面的滾珠絲杠副能夠使接觸角基本保持不變，從而其傳動(dòng)效率、承載能力和軸向剛度比較穩(wěn)定，但是雙圓弧滾道的精磨削相對于單圓弧滾道磨削比較困難，在這一磨削工藝過程中即使采用砂輪修整方法，也容易造成滾道的截形誤差[

動(dòng)分析球軸承中，滾珠的運(yùn)動(dòng)形式十分復(fù)雜，不僅有繞軸承軸線的公轉(zhuǎn)，同時(shí)還有繞自身軸線的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)接觸角大于零時(shí)，即對于角接觸球軸承，滾珠還會產(chǎn)生相對滾道的自旋運(yùn)動(dòng)以及由于陀螺力矩導(dǎo)致的陀螺旋轉(zhuǎn)。高速輕載時(shí)，軸承中還可能出現(xiàn)公轉(zhuǎn)打滑現(xiàn)象。因此，高速軸承，尤其是高速角接觸球軸承的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，需要通過建立相應(yīng)(但復(fù)雜)的運(yùn)動(dòng)方程求解滾動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)滾珠的中心固定在空間中，軸承的內(nèi)圈以ωi的角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈與滾動(dòng)體產(chǎn)生的接觸橢圓在內(nèi)圈滾道上最多出現(xiàn)兩個(gè)純滾動(dòng)

雙圓弧滾道型面使滾珠絲杠副傳動(dòng)效率、承載能力、剛度等性能更加穩(wěn)定，是滾珠絲杠副廣泛采用的滾道截型，但是由于這種型面加工誤差不易控制，使得滾珠絲杠的彈性接觸角不容易控制，影響了滾珠絲杠的承載能力和傳動(dòng)精度。在實(shí)際裝配過程中，需要根據(jù)實(shí)際加工情況對絲杠滾道、螺母滾道或滾珠直徑進(jìn)行測量，并選擇恰當(dāng)?shù)倪x配方式，按照最優(yōu)接觸角的方法進(jìn)行裝配。因此滾珠絲杠副彈性接觸角計(jì)算模型成為影響裝配質(zhì)量好壞的決定因素。國內(nèi)外學(xué)者對滾珠絲杠副接觸角進(jìn)行了大量的研究，Lin[1]建立

210094)滾珠絲杠副廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)[1-3],進(jìn)給系統(tǒng)是各種數(shù)控設(shè)備的核心組成部分[4-5]。滾珠絲杠副剛性對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、振動(dòng)幅度有重要影響[6-7]。隨著滾珠絲杠副速度和載荷的不斷提高，其振動(dòng)問題愈加突出，嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床的定位精度，滾珠絲杠副剛度不足問題已成為數(shù)控機(jī)床向高速化、高精度發(fā)展的主要障礙[8]。目前對滾珠絲杠副剛性的研究大多集中在滾珠絲杠副靜剛度的建模上，采用理論計(jì)算分析靜剛度的影響因素或使用有限元仿真對所建模

00237)考慮滾珠尺寸誤差時(shí)滾珠螺旋副的受力和壽命分析甄妮,安琦(華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院,上海200237)以外循環(huán)式滾珠螺旋副為研究對象,通過力學(xué)分析建立了一種考慮滾珠尺寸誤差、計(jì)算每個(gè)滾珠受力及滾珠螺旋副壽命的計(jì)算模型。結(jié)合一個(gè)具體的算例,研究了只存在一個(gè)滾珠誤差、所有滾珠存在隨機(jī)性誤差兩種情況下尺寸誤差對滾珠受力情況及疲勞壽命的影響,繪制了滾珠最大接觸應(yīng)力曲線,計(jì)算了滾珠螺旋副的疲勞壽命。研究結(jié)果表明:提高滾珠加工精度,滾珠螺旋副的壽命也隨

全電動(dòng)注塑機(jī)鎖模滾珠絲杠柔性連接結(jié)構(gòu)應(yīng)用分析梁啟華（廣東伊之密精密機(jī)械股份有限公司，廣東 佛山 528303）介紹一種全電動(dòng)注塑機(jī)鎖模滾珠絲杠柔性連接結(jié)構(gòu)，包括同時(shí)連接鎖模尾板和十字頭的滾珠絲杠，其一端傳動(dòng)連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，滾珠絲杠作用十字頭以軸線為軌跡往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過在滾珠絲杠與十字頭和鎖模尾板的連接處設(shè)置調(diào)心機(jī)構(gòu)，使滾珠絲杠的軸線可以跟隨十字頭的運(yùn)動(dòng)軌跡調(diào)整，從而減少滾珠絲杠等構(gòu)件的磨損。其具有結(jié)構(gòu)簡單合理、性能可靠、耐用的特點(diǎn)。全電動(dòng)注塑機(jī)；鎖模；滾珠絲桿

94)雙螺母預(yù)緊滾珠絲杠副軸向靜剛度與扭轉(zhuǎn)變形關(guān)系研究*黃金寶，榮乾鋒，歐屹，祖莉 (南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，南京210094)為了研究扭轉(zhuǎn)變形對滾珠絲杠副軸向靜剛度影響，對雙螺母預(yù)緊滾珠絲杠副的滾珠進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，并考慮接觸角的變化，建立滾珠絲杠副扭轉(zhuǎn)變形數(shù)學(xué)模型。使用滾珠絲杠副摩擦力矩試驗(yàn)臺、靜剛度試驗(yàn)臺對雙螺母預(yù)緊滾珠絲杠副進(jìn)行摩擦力矩、靜剛度檢測。結(jié)果表明:滾珠絲杠副剛性測量中對絲杠進(jìn)行扭轉(zhuǎn)補(bǔ)償后，測量結(jié)果更加合理、準(zhǔn)確;滾珠絲杠副剛性測量中，絲

00192高精度滾珠絲杠最佳接觸角的分析與驗(yàn)證陳婉，王科社，宋杰，董青霞北京信息科技大學(xué)，北京，100192接觸角作為滾珠絲杠副的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)之一，對其性能有著重要影響。研究表明，接觸角越大，滾珠絲杠的承載能力越大，但過大的接觸角會加大接觸變形從而影響精度。隨著滾珠絲杠副不斷向著高速高精發(fā)展，對高精度滾珠絲杠副接觸角的研究就顯得尤為重要。結(jié)合滾珠絲杠副接觸角對絲杠轉(zhuǎn)速的影響，分析接觸角與滾珠絲杠副旋滾比及摩擦力矩的關(guān)系，總結(jié)出高精度滾珠絲杠副最佳接觸角的選

620)?內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副返向器研究*劉建佐劉心瑞(大連高金數(shù)控集團(tuán)有限公司,遼寧 大連 116620)返向器是內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的關(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響到滾珠絲杠副的性能。文章研究了滾珠在回珠槽中的力學(xué)特性，總結(jié)出了返向器設(shè)計(jì)中相關(guān)參數(shù)對滾珠絲杠副性能的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上以5010為例，提出了準(zhǔn)線為“正弦曲線+圓弧”的內(nèi)循環(huán)返向器回珠曲線的設(shè)計(jì)方法。最后研究了返向器安裝結(jié)構(gòu)、材料選擇及制造工藝。研究結(jié)果在實(shí)際生產(chǎn)中取得了很好的效果。滾珠絲杠副；返

寧272071）滾珠絲杠副返向器磨損的動(dòng)力學(xué)仿真分析研究宋現(xiàn)春1，姜洪奎1，李彥鳳1，杜偉2，榮伯松2（1.山東建筑大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，山東濟(jì)南250101；2.山東博特精工股份公司，山東濟(jì)寧272071）滾珠絲杠副返向器磨損的動(dòng)力學(xué)的仿真研究可為滾珠絲杠副返向器設(shè)計(jì)、安裝以及故障診斷提供理論依據(jù)。文章應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS建立了滾珠絲杠副的動(dòng)力學(xué)仿真模型，分析了返向器磨損所造成的動(dòng)力學(xué)性能變差的原因，以內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副為例，通過分析返向器回珠曲線的幾

對高性能、高精密滾珠絲杠副的技術(shù)需求也越來越高。為滿足使用性能的需要，目前重點(diǎn)發(fā)展高速度、低溫升、低噪聲的流暢型滾珠絲杠副［1］。高速度、低溫升、低噪聲的高性能滾珠絲杠副和普通絲杠的區(qū)別主要在于滾珠的回珠方式不同，因此反向器的類型決定了滾珠絲杠副的循環(huán)方式。為適應(yīng)高性能、高精密滾珠絲杠副的發(fā)展趨勢，必須開發(fā)和優(yōu)化新型反向器。1 反向器優(yōu)化力學(xué)分析滾珠絲杠副在工作的過程中，滾珠在進(jìn)出反向器時(shí)是從受載到不受載再到受載的過程，在此期間滾珠受力的變化最劇烈，這是優(yōu)

生熱對實(shí)心/空心滾珠絲杠變形影響分析*韓 軍，張玲聰，李明亞（內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010）隨著機(jī)床滾珠絲杠進(jìn)給速度的提高，由滾珠絲杠軸承副摩擦產(chǎn)生的熱量傳遞到滾珠絲杠上的熱量也越多，同時(shí)由于滾珠絲杠軸承端熱變形對滾珠絲杠變形的影響也逐漸凸顯。為了研究清楚滾珠絲杠受熱變形的影響，分析軸承副摩擦生熱，并通過實(shí)例計(jì)算，運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS仿真，將計(jì)算熱流量加載到發(fā)熱部位，比較實(shí)心/空心滾珠絲杠熱變形對滾珠絲杠變形的影響，提出帶冷

0102)端塞式滾珠絲杠副系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真與分析李曉1，王科社1，郝大賢1，查初亮2(1. 北京信息科技大學(xué)，北京 100192； 2. 北京機(jī)床研究所，北京 100102)根據(jù)赫茲接觸理論，對端塞式滾珠絲杠副系統(tǒng)的接觸碰撞進(jìn)行了分析，通過ADAMS宏命令建立端塞式滾珠絲杠副系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)，利用仿真系統(tǒng)對端塞式滾珠絲杠反向器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為改善滾珠絲杠系統(tǒng)的流暢性與摩擦力矩性能提供技術(shù)支持，提高了設(shè)計(jì)品質(zhì)，對研究滾珠絲杠副摩擦力矩的產(chǎn)生及變化，也

4)高承載工況下滾珠絲杠副失效形式分析徐令令，范元?jiǎng)?南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京210094)以高承載工況下滾珠絲杠副為研究對象，依據(jù)彈塑性接觸變形理論，建立滾珠與雙圓弧滾道的接觸模型，結(jié)合試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了滾珠絲杠副在高承載工況下可能出現(xiàn)的3種失效形式，包括滾道面大變形導(dǎo)致的嚴(yán)重塑性流動(dòng)、滾道面頂部斷裂和滾珠卡死等。滾珠絲杠副；高承載；失效形式0引言滾珠絲杠副作為一種高精度、高效率、高剛度及高承載的直線定位傳動(dòng)部件，一直在精密機(jī)床、石油鉆井及科

波 315211滾珠絲杠是實(shí)現(xiàn)直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的重要部件，一般由絲杠、螺母、滾珠、回珠器等構(gòu)成，其傳動(dòng)具有平穩(wěn)、效率高、精度高、負(fù)載能力強(qiáng)、壽命長等特點(diǎn)，因此在機(jī)床直線進(jìn)給系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。然而，隨著數(shù)控機(jī)床向高精度、高速度方向的發(fā)展，使絲杠-滾珠-螺母在運(yùn)動(dòng)傳遞過程中的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)狀態(tài)參數(shù)變得復(fù)雜，影響到滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性［1］。Chin Chung Wei等［2］，對滾珠絲杠傳動(dòng)過程中各部件間的相對速度、摩擦力、效率、滑動(dòng)速度等進(jìn)行了分析，指出了

0094）雙螺母滾珠絲杠副預(yù)緊力的研究崔高尚，范元?jiǎng)祝暇├砉ご髮W(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南京 210094）0 引言滾珠絲杠是一種可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化的機(jī)械裝置，具有高傳動(dòng)效率、高精度、高剛度、磨損小等特點(diǎn)[1]。滾珠絲杠副通常采用預(yù)緊使滾珠與滾道圓弧面的接觸產(chǎn)生一定的預(yù)變形，提高其剛度、傳動(dòng)精度，減小振動(dòng)噪聲，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。雙螺母預(yù)緊是最常用的預(yù)緊力施加方式，通過改變兩螺母之間的軸向間距，從而實(shí)現(xiàn)對滾珠的預(yù)緊作用。常用的雙螺母預(yù)緊方式有墊片式、螺紋式、齒

024）0 引言滾珠絲杠副是一種高效、精密的定位傳動(dòng)部件，目前已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、航空航天、半導(dǎo)體制造等行業(yè)。滾珠絲杠副在工作過程中，由于軸向載荷的施加，使得滾珠和滾道發(fā)生彈性變形，導(dǎo)致滾珠絲杠副在換向工作的過程中會產(chǎn)生一定的滯后，在滾珠絲杠副中用空回程角來描述?？栈爻探堑拇嬖?，造成了滾珠絲杠副軸向定位的誤差，會對滾珠絲杠副的性能產(chǎn)生影響。之前已有相關(guān)學(xué)者對滾珠絲杠副空回程角的問題進(jìn)行了研究，劉建佐等［1］在研究滾珠絲杠副的空回程角的問題時(shí)，從理論上論

行時(shí)，聲音異常，滾珠絲杠表面有細(xì)微的金屬屑，滾珠絲母手感溫度較1號動(dòng)力頭偏高，此處的潤滑為人工潤滑，2次/班。初步判斷故障可能是操作者潤滑不到位造成的，清洗滾珠絲杠與絲母，加裝自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，以確保滾珠絲杠潤滑良好。圖1 2號動(dòng)力頭傳動(dòng)系統(tǒng)圖加裝自動(dòng)潤滑系統(tǒng)后，運(yùn)行狀況稍有改變，繼續(xù)運(yùn)行2周后，系統(tǒng)報(bào)警，顯示2號動(dòng)力頭W方向伺服電動(dòng)機(jī)過載。拆下滾珠絲杠傳動(dòng)部分檢查，發(fā)現(xiàn)絲母在滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動(dòng)不暢，有卡澀，滾珠絲杠中部有輕微磨損痕跡。更換新滾珠絲杠及絲母，運(yùn)行大

210094)滾珠絲杠副載荷分布情況研究張陳靈，范元?jiǎng)?南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 210094)滾珠絲杠副受外載荷作用時(shí)滾珠的受力是比較復(fù)雜的，但目前在研究滾珠絲杠副滾珠受力時(shí)都是簡單地按照均載來分析，這與實(shí)際的載荷分布情況有較大的偏差。建立一個(gè)變形協(xié)調(diào)條件下的滾珠絲杠副載荷分布的模型，并分析了幾何誤差對滾珠受載的影響。滾珠絲杠副；載荷分布；幾何誤差0 引言滾珠絲杠副作為一種新型的螺旋傳動(dòng)元件，由于其高精度、高效率、優(yōu)越的耐磨損性和高速特性

硬質(zhì)合金做成的小滾珠。在你寫字時(shí)，墨水是通過滾珠被釋放出來的。滾珠釋放出的墨水墨跡濃厚而又易干，一下就解決了鋼筆存在的兩個(gè)問題。圓珠筆設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于滾珠。滾珠位于墨水管和紙張之間的一個(gè)球窩里，盡管滾珠緊密貼嵌在球窩里，但在寫字的時(shí)候，它仍有足夠的空間進(jìn)行滾動(dòng)。當(dāng)圓珠筆在紙上滑動(dòng)時(shí)，滾珠不斷滾動(dòng)。重力讓墨水從貯墨水管里向下流到滾珠上，滾珠再將墨水轉(zhuǎn)移到紙上。正因?yàn)橛辛诉@樣的滾動(dòng)機(jī)制，墨水得以流到滾珠的頂部，并隨著滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)移到書寫的紙上。同時(shí)，它也將墨水與

硬質(zhì)合金做成的小滾珠。在你寫字時(shí)，墨水是通過滾珠被釋放出來的。滾珠釋放出的墨水墨跡濃厚而又易干，一下就解決了鋼筆存在的兩個(gè)問題。圓珠筆設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于滾珠。滾珠位于墨水管和紙張之間的一個(gè)球窩里，盡管滾珠緊密貼嵌在球窩里，但在寫字的時(shí)候，它仍有足夠的空間進(jìn)行滾動(dòng)。當(dāng)圓珠筆在紙上滑動(dòng)時(shí)，滾珠不斷滾動(dòng)。重力讓墨水從貯墨水管里向下流到滾珠上，滾珠再將墨水轉(zhuǎn)移到紙上。正因?yàn)橛辛诉@樣的滾動(dòng)機(jī)制，墨水得以流到滾珠的頂部，并隨著滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)移到書寫的紙上。同時(shí)，它也將墨水與

經(jīng)短時(shí)間的使用，滾珠發(fā)生斷裂，滾珠直徑為26.5 mm，軸承型號為156134，軸承外圈、軸承內(nèi)圈、保持架等各部件表現(xiàn)正常，但滾珠發(fā)生斷裂，筆者對失效軸承滾珠進(jìn)行了檢測和分析。1 試驗(yàn)方法(1)宏觀檢測:對開裂滾珠進(jìn)行宏觀形貌分析并進(jìn)行圖像采集。(2)化學(xué)成分檢測:磨制化學(xué)成分分析用滾珠試樣，用SPECRTOLAB M9 型光電直讀光譜儀對鋼板化學(xué)成分進(jìn)行檢測。(3)硬度檢測:用HR-150A 洛氏硬度計(jì)測量開裂滾珠硬度。(4)金相分析:在滾珠斷面上截取金

0 引言軸承鋼是滾珠絲杠副最常用的材料。隨著滾珠絲杠進(jìn)給速度越來越快，軸承鋼滾珠因?yàn)檗D(zhuǎn)速較高產(chǎn)生較高的離心力，往往會降低滾珠絲杠副返向器的壽命、增加滾珠與滾道之間的摩擦，從而限制了滾珠絲杠副進(jìn)給速度的提高。陶瓷材料現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于高速滾珠軸承結(jié)構(gòu)中，然而在滾珠絲杠副中并沒有得到廣泛應(yīng)用，其原因是滾珠絲杠副特有的滾珠循環(huán)結(jié)構(gòu)，同時(shí)不同材料的熱膨脹系數(shù)和彈性模量也會造成接觸應(yīng)力分布不均現(xiàn)象。本文以3216型號的滾珠絲杠副為例，基于Hertz接觸模型和多體動(dòng)力學(xué)理

10094)精密滾珠絲杠副精度損失模型及其試驗(yàn)研究*孫 震，陶衛(wèi)軍，馮虎田(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，南京 210094)針對滾珠絲杠副精度保持性問題，對其在加載條件下運(yùn)動(dòng)精度損失過程進(jìn)行建模與試驗(yàn)研究。基于經(jīng)典力學(xué)與Hertz彈性接觸理論對滾珠絲杠副在加載條件下滾珠與滾道間接觸面進(jìn)行了力學(xué)與變形分析;分析了載荷作用下滾珠磨損量的動(dòng)態(tài)變化特性，在此基礎(chǔ)上建立滾珠絲杠副運(yùn)動(dòng)精度損失模型;提出了對滾珠絲杠副運(yùn)動(dòng)精度損失過程進(jìn)行試驗(yàn)的方法。試驗(yàn)結(jié)果表明，所建立的

的廣泛應(yīng)用，我國滾珠絲杠的發(fā)展正在不斷走向高速、高精、低碳的新時(shí)代［1］。大導(dǎo)程滾珠絲杠成為高速化的重要途徑之一，作為機(jī)床的關(guān)鍵功能部件，高速化的同時(shí)必須保證加工精度。滾珠絲杠副的軸向剛度是定位精度的重要影響因素，尤其是在機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)中，滾珠絲杠副的軸向剛度是比較薄弱的環(huán)節(jié)［2］，因此對高速滾珠絲杠副軸向剛度的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文對雙螺母預(yù)緊結(jié)構(gòu)的KD4020－3型的滾珠絲杠副進(jìn)行了研究，提出了不同因素對有預(yù)緊的滾珠絲杠副軸向剛度的影響，其

237011）滾珠式傳感安全離合器的設(shè)計(jì)陳云（安徽國防科技職業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系，安徽六安 237011）利用Solidworks軟件對滾珠式傳感安全離合器進(jìn)行了三維實(shí)體建模，建立了力學(xué)分析模型，給出了力與扭矩的關(guān)系式及接觸強(qiáng)度校核方法.安全離合器；滾珠；傳感器；力學(xué)分析；強(qiáng)度校核安全離合器[1]常用在動(dòng)力傳動(dòng)的主、被動(dòng)側(cè)之間，當(dāng)發(fā)生過載故障時(shí)（扭矩超過設(shè)定值），它便會產(chǎn)生分離，從而有效保護(hù)驅(qū)動(dòng)機(jī)械（如電機(jī)、減速機(jī)、伺服馬達(dá)）以及負(fù)載.常用的有摩擦片式安全離

272071）滾珠絲杠副返向器的滾道型線是影響滾珠絲杠副性能的關(guān)鍵參數(shù)。滾珠在循環(huán)通過返向器過程中，其受力狀態(tài)在預(yù)緊狀態(tài)和自由狀態(tài)之間不斷發(fā)生突變。由于滾珠在整體滾珠絲杠副中起到動(dòng)力傳輸作用，所以滾珠在返向器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)過程直接影響著整個(gè)滾珠絲杠副進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能。滾珠絲杠副返向器的型線不僅是影響滾珠絲杠副低頻噪聲的主要因素，也是影響滾珠絲杠副壽命的主要因素［1－3］。目前廣泛應(yīng)用于高速滾珠絲杠副滾珠返向器類型為端塞式滾珠返向器，圍繞其結(jié)構(gòu)形式以及對

濱150001)滾珠直徑對薄壁筒形件反向滾珠旋壓成形性影響研究江樹勇1，孫金鳳2，趙立紅1，張艷秋1(1.哈爾濱工程大學(xué)工程訓(xùn)練中心，哈爾濱150001;2.哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱150001)以工藝實(shí)驗(yàn)和剛塑性有限元法為基礎(chǔ)，研究了滾珠直徑對薄壁筒形件反向滾珠旋壓成形性的影響.有限元模擬結(jié)果表明，隨著滾珠直徑的增加，軸向旋壓力的波動(dòng)減小，滾珠前方金屬堆積減小，金屬穩(wěn)定流動(dòng)性增加.工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滾珠直徑對薄壁筒形件反向滾珠旋壓成形

的一個(gè)發(fā)展方向。滾珠型弧面凸輪分度機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)可控點(diǎn)的共軛運(yùn)動(dòng)及其軸線不受約束，克服了其他類型滾子的不均勻磨損及殘余振動(dòng)大、噪聲大等缺點(diǎn)。對滾珠型弧面凸輪分度機(jī)構(gòu)嚙合原理研究較多［1－4］，而對滾珠運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究較少，且重視程度不夠，其運(yùn)動(dòng)影響到機(jī)構(gòu)的潤滑、失效形式和傳動(dòng)效率。滾珠的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，滾珠除繞分度盤軸線運(yùn)動(dòng)外，還有三維自轉(zhuǎn)和側(cè)向滑移等，其運(yùn)動(dòng)形式和摩擦相互影響，且不易測量。分度盤的運(yùn)動(dòng)精度受機(jī)構(gòu)間隙、負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和機(jī)構(gòu)剛度等影響較大，也會受滾珠的

10096)微型滾珠絲杠副的摩擦力矩是指各種摩擦因素對微型滾珠絲杠副運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的阻力矩，其帶來的能量損耗降低了傳動(dòng)效率，引起的溫升產(chǎn)生熱變形影響了定位精度［1-2］.對于廣泛應(yīng)用于高精度小型機(jī)電一體化設(shè)備的微型滾珠絲杠副來說［3］，摩擦力矩模型的建立十分必要，可以快速且準(zhǔn)確地預(yù)測能量損耗與溫升速率.文獻(xiàn)［4］建立了一個(gè)估計(jì)滾珠絲杠副摩擦力矩的模型，主要參考了滾動(dòng)軸承建立摩擦力矩模型的方法，沒有考慮自旋滑動(dòng)摩擦及滾珠絲杠副獨(dú)有的螺旋結(jié)構(gòu)對摩擦力矩的影響，且沒有

連，116024滾珠絲杠副非協(xié)調(diào)性接觸特性研究王福吉 陽江源 賈振元 王 威 盧曉紅大連理工大學(xué)精密與特種加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大連，116024滾珠絲杠副中滾珠與絲杠滾道和螺母滾道的接觸是一種典型的非協(xié)調(diào)性接觸，這種接觸的特性對滾珠絲杠副的承載能力、傳動(dòng)效率和定位精度等都有著重要的影響。為此，采用Hertz接觸理論建立了滾珠絲杠副軸向接觸剛度的求解公式，然后從滾珠絲杠副軸向負(fù)載、設(shè)計(jì)參數(shù)和材料屬性等方面分析了滾珠絲杠副的接觸特性，最后運(yùn)用有限元分析軟件A