【摘 要】
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数控机床作为机械制造的关键设备之一,其精度关系着生产产品的质量,而滚动直线导轨作为机床的进给系统重要的一部分,对机床生产的产品的质量就起着不容忽视的作用。开展对滚动直线导轨的刚度建模、动力学分析的研究是十分重要的。论文的主要研究内容包括:(1)基于赫兹理论求出滚动直线导轨滑块与滚动体的弹性变形系数。在基于滚动体等刚度变形理论,得到滚动体在滑块中位置的控制点,对这些控制点进行曲线拟合。本文中采用了三
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(51575095); 中国博士后科学基金面上项目(2017M610180);
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数控机床作为机械制造的关键设备之一,其精度关系着生产产品的质量,而滚动直线导轨作为机床的进给系统重要的一部分,对机床生产的产品的质量就起着不容忽视的作用。开展对滚动直线导轨的刚度建模、动力学分析的研究是十分重要的。论文的主要研究内容包括:(1)基于赫兹理论求出滚动直线导轨滑块与滚动体的弹性变形系数。在基于滚动体等刚度变形理论,得到滚动体在滑块中位置的控制点,对这些控制点进行曲线拟合。本文中采用了三种拟合形式,分别为圆弧函数形式、幂函数形式、一次函数形式,最后对这三种形式的过渡曲线进行对比。(2)充分考虑变形对滚动直线导轨刚度的影响,结合对滚动直线导轨的分析,提出了滚动直线导轨接触刚度计算方法。将滚动直线导轨滑块与滚动体简化成单自由度的弹簧阻尼系统,并建立动力学方程。利用龙格-库塔法求解动力学方程,并研究激振力的频率对系统的动态响应的影响。(3)对影响滚动直线导轨动态性能的参数进行系统的研究。主要从两方面入手,一方面是滑块本身的参数对系统动态响应的影响,例如,滚动体数目与直径、初始接触角、预紧力、滑块滚道曲率系数等参数。另一方面是针对过渡曲线相关参数对系统动态响应的影响进行研究,例如,滑块长度、滚动体运行速度、过渡曲线形式、过渡区长度等参数。通过本文的研究,得出滑块滚动过渡曲线对系统性能的影响,分析滑块和滚动体的基本参数对滚动直线导轨接触刚度和频率响应的影响,如滚动体的初始接触角、预紧力、直径与个数以及滚道的曲率系数等参数,以及讨论与过渡曲线相关参数对系统响应的影响,对滚动直线导轨在工程实际上的设计提出理论上的建议。
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