滚动导轨智能组合单元结合部动态特性研究.pdf

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1、2012年8月机床与液压Aug．2012第40卷第16期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．40No．16DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．16．003滚动导轨智能组合单元结合部动态特性研究徐鹏(中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116)摘要：以滚动导轨智能组合单元为研究对象，借助赫兹接触理论，分析计算滚动导轨副、滚珠丝杠副和角接触球轴承的刚度，建立了滚动导轨智能组合单元结合部的动力学理论模型。通过对滚动导轨智能组合单元结合部进行相应的简化，采用

2、弹性单元模拟结合部特性，提出结合部特性仿真分析的有限元方法，建立该机构的有限元模型，并对其进行了模态分析和谐响应分析，得到该机构的动态特性。分析结果为滚动导轨智能组合单元的动态特性优化提供了理论依据。关键词：滚动导轨智能组合单元；结合部；有限元分析；动态特性中图分类号：TG502．14文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)16—007—4ResearchonDynamicCharacteristicsofCombinedInterfaceforRollingGuideIntellige

3、ntCombinationUnitXUPeng(SchoolofMechatronicEngineering，ChinaUniversityofMining&Technology，XuzhouJiangsu221116，China)Abstract：Takingtherollingguide．intelligentcombinationunitastheresearchobject，adynamictheoreticalmodelofitscom—binedinterfacewasbuiltbythe

4、stiffnessoflinearrollingguideway，ballscrewandangularcontactballbearing，whichcouldbecalcu—latedandanalyzedbyusingtheHertzContactTheory．Thefiniteelementmodelofthecombinedinterfaceofrollingguideintelligentcombinationunitwasestablishedbasedontheproposedfini

5、teelementmethodbyusingspringelementstosimulatethecharacteristicsofcombinedinterface，throughcorrespondingsimplificationtotheunit．Byprocessingmodelandharmoniousresponseanalysistoit，thedynamiccharacteristicsofthestructurewereobtained．Atheoreticalbasisfordy

6、namicpropertyoptimizationoftherollingguideintelli-gentcombinationunitisprovidedbytheseanalyzingresults．Keywords：Rollingguideintelligentcombinationunit；Combinedinterface；Finiteelementanalysis；Dynamiccharacteristics机械是由各种零件按照一定的具体要求组合而成1滚动导轨智能组合单元的，组成机械的零

7、件、组件、部件之间相互接触的部传统的直线进给工作台通常由电机通过滚珠丝杠分称为“结合部”。滚动导轨的结合部是影响机床性驱动，由以滑动导轨或滚动导轨导向的工作台组成，能的关键技术因素之一，与机床的动态特性、加工精所有组件都必须固定在一底座上。滚动导轨智能组合度与减振设计都存在密切关系。单元则将上述工作台进行了整合，如图1所示，它主通过对已有的研究工作进行分析，发现传统的要包括：(1)将滚动导轨与底座合并成一体的u型滚动导轨结合部模型，通常忽略滚动导轨驱动的必结构件；(2)将滚珠丝杠副的丝杠螺母与进给滑块

8、要部件滚珠丝杠副结合部对机床动态特性的影响，合并成一体的单一复合件。智能组合单元不仅具有高而对轴承的结合部，则多数简化为刚性连接。已有速、高刚性与高精度的特性，且设计和装配所需的时的研究结果也存在模型过于复杂，在实际应用中难间亦大幅减少，从而降低整体成本，在精密机床、半以提出可有效改善机床动态性能的具体策略或方导体设备以及其它需要精密定位的机构上得到了广泛法。的应用。作者以滚动导轨智能组合单元结合部为研究对建立滚动导轨智能组合单元的三维实体模型。各象，建