滾動直線導軌動態(tài)特性研究.pdf

1、滾動直線導軌以其高傳效、高承載、低磨損等優(yōu)勢成為機床中必不可少的關鍵鏈接部件的同時，也順理成章的成為了機床中典型接合面結構。由于機床中接合面結構是機床振動問題和機床阻尼的主要來源，所以滾動直線導軌的接合面結構的振動也成為了機床朝高精、高速發(fā)展的主要“攔路虎”。為了使機床能夠順應其發(fā)展趨勢，對滾動直線導軌的動態(tài)特性研究勢在必行。
　　本文以上銀HG-45型四滾道單圓弧接觸滾動直線導軌為研究對象，分別采用理論解析建模方法、動態(tài)試驗方法

2、和有限元建模方法對其動態(tài)特性進行細致深入的研究，并將3種方法所獲取的動態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)進行對比、分析以確保建模方法和數(shù)據(jù)的正確性。本文對滾動直線導軌動態(tài)特性研究的具體內容如下:
　　首先，通過介紹不同種類、結構和適用領域的滾動直線導軌，獲得研究對象結構特點并以此對滾珠接觸特性做出點對點法向赫茲接觸假設和切向微觀黏滑假設進而得出滾珠接觸時法向接觸剛度和切向接觸剛度表達式。
　　其次，利用彈簧阻尼單元來模擬滾珠接觸并建立含有法向和切向

3、接觸剛度的滾珠接觸等效力學模型;基于Lagrange方程構建和推導滾動直線導軌的動力學理論解析模型及運動微分方程;在獲得固有頻率和振型的同時分析有無考慮滾珠切向接觸剛度對導軌固有特性的影響及載荷參數(shù)、導軌材料參數(shù)以及導軌尺寸參數(shù)對其動態(tài)特性的影響。
　　再其次，為了最真實的獲取HG-45型滾動直線導軌的動態(tài)特性參數(shù)，利用B&K動態(tài)測試系統(tǒng)對滾動直線導軌進行動態(tài)特性試驗，將獲取的低階固有頻率和振型與理論解析模型結果進行對比并分析相對

4、誤差產生原因以驗證理論解析模型的合理性。
　　最后，采用彈簧阻尼單元模擬滾珠接觸的方法，建立滾動直線導軌的動力學有限元模型;進行模態(tài)分析并將其計算結果與理論解析和試驗結果進行對比驗證有限元建模的可靠性;基于模態(tài)計算結果進一步進行諧響應分析，獲得不同頻率下的響應幅值等動態(tài)特性。
　　在研究過程中發(fā)現(xiàn):滾珠切向接觸剛度在研究滾動直線導軌動態(tài)特性時不能忽略;滾珠預緊力的變化與系統(tǒng)固有頻率的變化呈正相關;Y向振幅量級較X、Z向高一個