面向双圆弧滚珠丝杠副装配的计算机辅助设计

姜洪奎，王乐源，刘 涛，鲁苑凯，徐加垒

(山东建筑大学 机电工程学院，山东 济南 250101)

0 引言

双圆弧滚道型面使滚珠丝杠副传动效率、承载能力、刚度等性能更加稳定，是滚珠丝杠副广泛采用的滚道截型，但是由于这种型面加工误差不易控制，使得滚珠丝杠的弹性接触角不容易控制，影响了滚珠丝杠的承载能力和传动精度。在实际装配过程中，需要根据实际加工情况对丝杠滚道、螺母滚道或滚珠直径进行测量，并选择恰当的选配方式，按照最优接触角的方法进行装配。因此滚珠丝杠副弹性接触角计算模型成为影响装配质量好坏的决定因素。国内外学者对滚珠丝杠副接触角进行了大量的研究，Lin[1]建立了滚珠丝杠副动力学模型，对滚珠丝杠接触点的滑移速度与接触角的关系进行了研究，指出接触角的大小会随转速的不同而发生变化，为滚珠丝杠副动力学运动分析奠定了理论基础；赵训贵[2]建立了预紧载荷作用下滚珠的变形协调公式，并对弹性变形接触角的影响因素进行了微分析，从而得出制造误差对弹性变形接触角的影响，但是这一计算模型的前提是升角不能太大，且弹性接触角最优值只能为45°；刘更[3]建立了动态接触变形求解模型，分析了轴向载荷、丝杠转速、接触角和螺旋角对滚珠丝杠副接触特性的影响，发现随着转速的变化，螺母侧与丝杠侧的接触变形并不相同；李梦奇[4]基于赫兹理论和滚道控制理论建立了滚珠丝杠动态接触角模型，得到了面向结构参数的接触角非线性方程组，给出了采用Newton-Raphson法进行迭代求解的流程。……