滾動直線導軌副數(shù)控精密工作臺的靜動態(tài)性能分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了巨大的變化，同時機械傳動機構(gòu)的定位精度、導向精度和進給速度在不斷提高，使傳統(tǒng)的導向機構(gòu)發(fā)生了重大變化。滾動直線導軌副以其獨有的特性，逐漸取代了傳統(tǒng)的滑動直線導軌，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。同時搭建目前典型的滾珠絲杠帶動的四滑塊工作臺試驗系統(tǒng)也是數(shù)控伺服系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的重要組成環(huán)節(jié)，為使其具有較高的穩(wěn)定性，需要進行必要的力學及靜動態(tài)方面的分析。
　　本文以安裝有藝工牌GGB25BA四方

2、向等載荷窄型滾動直線導軌副的SZHT2020-P4型數(shù)控精密工作臺為研究對象，通過理論、試驗和有限元分析相結(jié)合的方法研究滾動直線導軌副精密工作臺的各項性能。根據(jù)導軌副剛性和抗振性差、結(jié)構(gòu)復雜等的缺點，本文主要針對這兩方面的特點，對滾動直線導軌副精密工作臺進行了力學性能以及靜動態(tài)性能的一些研究。本文的研究內(nèi)容主要包含以下幾個方面:
　　(1)對課題研究意義、滾動直線導軌副國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及最新研究動向進行理論性的了解，并對全文進行構(gòu)

3、思，提出了理論研究、動態(tài)試驗和有限元分析相結(jié)合的研究方法。
　　(2)對滾動直線導軌副進行了與力學相關(guān)的分析。分析了影響其工作性能的幾個重要參數(shù)指標。并分析了摩擦力的影響因素之一的彈性滯后損失，得到較精確的摩擦力。推導出精密工作臺各滑塊受載的理論計算公式;并通過模擬的試驗工況載荷來驗算導軌副的工作性能。得到了精密工作臺呈直線和拋物線軌跡運動時，各方向速度的關(guān)系，并開發(fā)系統(tǒng)程序?qū)ζ潋炞C并演示。
　　(3)使用ANSYS Wor

4、kbench軟件對單滑塊導軌副進行靜力分析，試湊出一種未知彈性體夾層來代替鋼球、保持架和滾道間結(jié)合面的復雜接觸關(guān)系，使導軌副在樣本規(guī)定的幾種額定負載之內(nèi)所產(chǎn)生的剛度變形量，滿足剛度要求。得到了準確的有限元模型。
　　(4)用有限元仿真方法識別出了滾動直線導軌副的靜剛度。采用彈簧加阻尼的方法模擬結(jié)合面，建立了滾動直線導軌副的動力學模型，推導其固有頻率的理論公式并計算結(jié)果。進行有限元模態(tài)分析，求得前6階的固有頻率及對應(yīng)的振型，對照結(jié)果

5、并證明有限元模型及理論模型的動態(tài)性能的分析是準確的。
　　(5)對精密工作臺整體靜、動態(tài)特性進行有限元分析。求解了其整體及各向的靜剛度值?？紤]結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性，對工作臺進行了模態(tài)分析，確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。
　　(6)使用HP3566A動態(tài)信號分析系統(tǒng)，并采用錘擊法，對工作臺進行動態(tài)試驗，測得了工作臺的固有頻率及振型，得到了精密工作臺的實際動態(tài)特性，同時對比有限元分析結(jié)果，驗證有限元分析模型的正確性。
　　本文對有效