滚动功能部件试验台动力学仿真及试验方案研究

摘要

滚动功能部件是以滚动摩擦代替滑动摩擦为特征的零部件组成，它包括滚珠丝杠副、滚动直线导轨副等几大类，具备高效省能、精密定位、精密导向等优势使其广泛应用于机床、医疗、航天、汽车等领域。但在使用过程中，因为振动冲击及磨损等因素产生的精度衰退现象已严重影响其使用寿命。因此从精度衰退规律入手，分析影响滚动功能部件精度衰退的原因，研究精度保持方法，提高滚动功能部件的性能和质量已成为我国滚动功能部件生产企业的当务之急。
　　本文是针对机床上使用的滚珠直线导轨副工作时受铣削力作用产生的精度衰退现象，以滚珠直线导轨副滑块质心运动规律、受力规律为研究重点，通过SolidWorks建立三维简化模型，应用RecurDyn软件分别添加以静态铣削力模型和动态铣削力模型进行多体动力学仿真，输出滑块质心位移及负载随时间变化的规律。将滚珠直线导轨副滑块负载理论计算绘制的曲线与仿真所得曲线进行对比分析，验证了模型建立的方法及多体动力学仿真方法的合理性与可行性。通过分析滑块质心运动规律、加速度变化规律、负载变化规律，得出进行滚珠直线导轨副在工作时可能导致精度衰退的两个特殊阶段，即往复加载跑合试验的进给启停变向阶段和切削力作用点途经四滑块质心组成四边形的四条边上方阶段。为步进加载连续跑合加速试验方案的设计优化、检测装置及仪器的设计优化提供参考依据，避免因仪器选择不当造成不必要的损失，同时仿真所得的曲线也可留作后期试验数据的对比分析的参考，提高试验及结果分析的效率及精度。

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第1章 绪论

1.1 课题的来源

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 滚动功能部件精度衰退规律研究现状

1.4 论文研究的内容

第2章 试验平台仿真模型建立及静态载荷的研究

2.1 试验平台简介

2.2 直线导轨副与工作平台三维简化模型的建立

2.3 静态铣削分力的研究

2.4 本章小结

第3章 添加静态铣削力的导轨副动力学仿真研究

3.1 模型导入至RecurDyn中添加载荷仿真

3.2 仿真结果的输出与分析

3.3滑块受力的理论计算及与仿真结果对比分析

3.4 本章小结

第4章 添加动态铣削力的导轨副动力学仿真研究

4.1 端面铣削力动态模型的建立

4.2 添加动态铣削力的模型动力学仿真

4.3 仿真结果的输出与分析

4.4 本章小结

第5章 滚珠直线导轨副跑合磨损试验方案研究

5.1 试验总体技术路线的设计

5.2 滚珠直线导轨副跑合试验方案设计

5.3 滚珠直线导轨副跑合试验数据检测方法研究

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢