導軌、絲杠副

1、導軌、絲杠副的熱模型建立導軌、絲杠副的熱模型建立本文通過查找相關文獻，整理得出導軌、絲杠副的熱模型建立方法，及相關的重要公式、熱力學知識和所需的參數(shù)。機床進給系統(tǒng)主要熱源分為內熱源和外熱源，可以認為：機床運動副的摩擦熱和動力源的發(fā)熱對機床的變形有較大影響；輻射及周圍環(huán)境變化等外部熱源，對于精密機床、精密零件的加工和測量的影響較為顯著。本文主要考慮“內熱源”對機床進給系統(tǒng)熱變形的影響，主要熱源有導軌面摩擦熱、滾珠絲杠副摩擦熱等。一、一、導

2、軌熱模型導軌熱模型1.導軌面摩擦熱導軌面摩擦熱導軌與工作臺的接觸摩擦可分為滑動摩擦和滾動摩擦，在計算發(fā)熱量的時候只是摩擦系數(shù)的不同。由摩擦引起的發(fā)熱量用下式來計算：式中：為動摩擦系數(shù)；F為施于摩擦面上的負荷，單位N；包括工作臺的重力和預緊力的大小。v為滑動速度，ms；Q為發(fā)熱量，Js。2.導軌散熱邊界條件導軌散熱邊界條件進給系統(tǒng)與流體接觸，發(fā)生熱交換，這是機床的主要散熱形式。根據(jù)努謝爾特準則，換熱系數(shù)α的計算公式為：式中:λ為流體熱傳導

3、系數(shù)；L為特征尺寸；Nu為努謝爾特數(shù)。由上式知，只要知道Nu，便可計算出換熱系數(shù)。一般選用對換熱起主要影響的幾何尺寸作為特征尺寸，如垂直壁面自然對流時，取壁的高度H為特征尺寸：流體在圓管內受迫流動時，取管的內徑為（4）滑動摩擦系數(shù)；（5）導軌上部件總重量；（6）取工作臺與導軌相對移動的平均速度為V，通過式（3.1），計算得單位面積的摩擦發(fā)熱量。由公式計算得水平壁、豎直壁對流換熱系數(shù)α。二、二、絲杠熱模型絲杠熱模型本文研究的立柱絲杠螺旋副

4、部分主要為接觸熱傳導，即絲杠螺旋副支座與絲杠螺旋副間的熱傳導。如上圖所示，兩固體表面相互接觸時由于表面凹凸不平，使得二固體接觸表面間的大部分空隙都充滿傳熱系數(shù)很小的介質(如空氣等)。在界面有熱量傳遞時，界面上將產生一定的溫度降?？梢詰妹婷娼佑|單元結合熱結構耦合場實體單元，來模擬在接觸面之間的熱傳導。為了考慮接觸面與目標面之間的熱交換，用戶需要通過一個實常數(shù)表來指定熱接觸傳導系數(shù)TCC。通常不能用接觸體的熱傳導來描述接觸界面的熱傳導率。