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滚动直线导轨副静刚度测量误差建模补偿仿真及图纸(5)

时间:2021-08-01 16:09来源:毕业论文
图 2.4 滑块上表面垂直方向的变形量 图 2.5 滚珠 XY 剖面的应力 简化模型施加 500N 的载荷,是整体模型施加载荷的 2/N,根据表 2.1 滚珠个数为 104, 则对导轨

图 2.4 滑块上表面垂直方向的变形量

图 2.5 滚珠 XY 剖面的应力

简化模型施加 500N 的载荷,是整体模型施加载荷的 2/N,根据表 2.1 滚珠个数为 104, 则对导轨副整体等效受到 26KN 的垂直载荷,垂直变形量为 33.572μm,计算得到垂直静刚度 为 774.45N/μm。

第 8  页 本科毕业设计说明书 

2.2 滚珠直线导轨副静刚度影响分析

本节采用控制变量法对四列单圆弧滚珠直线导轨副滚珠直径、接触角、曲率比、滚珠间 隙等结构参数对导轨副静刚度的影响进行有限元分析,简化模型材料均设置为 GCr15,施加 载荷为总载荷的 2/N,即 500N,滚珠数目均为 104 个,且均匀分布,改变某一结构参数仿真 得到对应的滚珠最大应力(MPa)、导轨副垂直变形量(μ m)和相应的垂直静刚度(N/μm),并将仿真结果列于附录 A 表 1 中,并作出如下分析。

2.2.1 滚珠直径的影响

保证接触角为 45°、曲率比为 0.52、滚珠间隙为 0.5mm 不变,分别建立滚珠直径为 4mm、 5mm、6mm 的滚动直线导轨副的简化模型,仿真结果如表 2.2 所示,并且以滚珠直径为横坐 标,垂直静刚度刚度为右侧纵坐标,滚珠最大应力为左侧纵坐标,绘制图 2.6。

表 2.2 滚珠直径对垂直静刚度影响

滚珠直径 滚珠最大应力 垂直变形量 垂直静刚度

4 708.47 36.782 706.87

5 708.13 33.572 774.45

6 642.57 32.993 788.04

图 2.6 滚珠直径对垂直静刚度影响

可以明显看出看出,在其他参数不变时,导轨副垂直静刚度随着滚珠直径的增大而增大, 滚珠最大应力变化量较小但有随滚珠直径的增大而减小的趋势。

2.2.2 曲率比的影响

保证滚珠直径为 5mm、接触角为 45°、滚珠间隙为 0.5mm 不变,分别建立曲率比为 0.52、 0.53、0.54 的滚动直线导轨副的简化模型,仿真结果如表 2.3 所示,并绘制图 2.7。

本科毕业设计说明书 第 9  页

表 2.3 曲率比对垂直静刚度影响

曲率比 滚珠最大应力 垂直变形量 垂直静刚度

0.52 708.13 33.572 774.45

0.53 704.71 35.789 726.48

0.54 792.97 36.650 709.41

图 2.7 曲率比对垂直静刚度影响

可以明显看出看出,在其他参数不变时,导轨副垂直静刚度随着曲率比的增加而减小, 滚珠最大应力随曲率比增大而增大。

2.2.3 接触角的影响

保证滚珠直径为 5mm、曲率比为 0.52、滚珠间隙为 0.5mm 不变,分别建立接触角为 30°、 40°、50°的滚动直线导轨副的简化模型,仿真结果如表 2.4 所示,并绘制图 2.8。 滚动直线导轨副静刚度测量误差建模补偿仿真及图纸(5):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_79305.html

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