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相对于传统的直线滑动导轨,直线滚动导轨具有很多滑动导轨所不具备的优点。因此,近年来,直线滚动导轨广泛的应用于高精度的定位系统,例如CNC机床、测量系统与运输系统等。伴随着对高精度机床的日益增长的需求,为了获得高速度和高精度的定位系统,在机床的设计阶段,了解直线滚动导轨的静态、动态特性就显得尤为重要。研究表明,直线滚动导轨结合面产生的刚度和阻尼对机床的动态性能有显著的影响。然而机床动力学建模过程中导轨结合面的处理,一直是影响机床动态设计和仿真精度的关键。本文以日本THK公司生产的径向型直线滚动导轨为研究对象,在有限元静力分析的基础上提出了直线滚动导轨可动结合部的静刚度解析计算公式,并通过理论计算、有限元分析与试验相结合的方法研究了导轨可动结合面与螺栓固定结合面对直线滚动导轨动态性能的影响。本文的主要研究内容如下:(1)本文总结和归纳了机床导轨结合面动力学建模的研究方法和研究现状,提出了理论研究、动态试验和有限元分析相结合的结合面研究方法。同时也对国内外螺栓结合面的有限元建模方法进行了归纳和总结,对其中几种较为典型的建模方式进行了仿真与对比,并根据相关理论得到与本文所研究导轨相关的螺栓结合面参数。(2)对THK公司生产的径向型直线滚动导轨副进行了静力接触分析,并根据文中提出的直线滚动导轨的静刚度解析计算公式,得到了直线滚动导轨结合面的法向静刚度值和切向静刚度值。(3)建立了直线滚动导轨副的动力学理论模型和有限元模型;通过对直线滚动导轨振动模型的理论计算,获得直线滚动导轨有限元模型的等效刚度以及前5阶理论计算频率。在对直线滚动导轨进行两种边界条件下的有限元模态分析获得了直线滚动导轨的前5阶固有频率和模态振型,最后通过导轨滑块的动态试验验证了理论模型和有限元模型的准确性。