導(dǎo)軌、絲杠副

1、導(dǎo)軌、絲杠副的熱模型建立導(dǎo)軌、絲杠副的熱模型建立本文通過查找相關(guān)文獻(xiàn)，整理得出導(dǎo)軌、絲杠副的熱模型建立方法，及相關(guān)的重要公式、熱力學(xué)知識和所需的參數(shù)。機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)主要熱源分為內(nèi)熱源和外熱源，可以認(rèn)為：機(jī)床運(yùn)動副的摩擦熱和動力源的發(fā)熱對機(jī)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(jī)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(nèi)熱源”對機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)熱變形的影響，主要熱源有導(dǎo)軌面摩擦熱、滾珠絲杠副摩擦熱等。一、一、導(dǎo)

2、軌熱模型導(dǎo)軌熱模型1.導(dǎo)軌面摩擦熱導(dǎo)軌面摩擦熱導(dǎo)軌與工作臺的接觸摩擦可分為滑動摩擦和滾動摩擦，在計(jì)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(jì)算：式中：為動摩擦系數(shù)；F為施于摩擦面上的負(fù)荷，單位N；包括工作臺的重力和預(yù)緊力的大小。v為滑動速度，ms；Q為發(fā)熱量，Js。2.導(dǎo)軌散熱邊界條件導(dǎo)軌散熱邊界條件進(jìn)給系統(tǒng)與流體接觸，發(fā)生熱交換，這是機(jī)床的主要散熱形式。根據(jù)努謝爾特準(zhǔn)則，換熱系數(shù)α的計(jì)算公式為：式中:λ為流體熱傳導(dǎo)

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(jì)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(nèi)受迫流動時，取管的內(nèi)徑為（4）滑動摩擦系數(shù)；（5）導(dǎo)軌上部件總重量；（6）取工作臺與導(dǎo)軌相對移動的平均速度為V，通過式（3.1），計(jì)算得單位面積的摩擦發(fā)熱量。由公式計(jì)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(dǎo)，即絲杠螺旋副支座與絲杠螺旋副間的熱傳導(dǎo)。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(zhì)(如空氣等)。在界面有熱量傳遞時，界面上將產(chǎn)生一定的溫度降?？梢詰?yīng)用面面接觸單元結(jié)合熱結(jié)構(gòu)耦合場實(shí)體單元，來模擬在接觸面之間的熱傳導(dǎo)。為了考慮接觸面與目標(biāo)面之間的熱交換，用戶需要通過一個實(shí)常數(shù)表來指定熱接觸傳導(dǎo)系數(shù)TCC。通常不能用接觸體的熱傳導(dǎo)來描述接觸界面的熱傳導(dǎo)率。