精密滾動直線導(dǎo)軌副工作臺靜剛度研究

準(zhǔn)密

δy＝－0．0007mmδz＝－0．0031mδx＝δx2δx1＝－0．0022mm同理.m
精密滾動直線導(dǎo)軌副工作臺靜剛度研究
/ n5 e) L, ~+ ?$ p3 b運用力學(xué)和運動學(xué)知識推導(dǎo)出在任意力和力偶矩作用下,摘要:以精密滾動直線導(dǎo)軌副工作臺為研究對象.工作臺中滾動直線導(dǎo)軌副負(fù)載的計算公式以及工作臺上任意點的位移計算公式,并編制了有關(guān)計算機順序。其結(jié)論有助于導(dǎo)軌副的壽命計算和優(yōu)化選型。
工作臺,關(guān)鍵詞:滾動直線導(dǎo)軌副.靜剛度,位移。
) x+ h: z. K8 j為了適應(yīng)精密機械的高精度、高速度、節(jié)能以及縮短產(chǎn)品開發(fā)周期等要求,本世紀(jì)70年代以來.滾動直線導(dǎo)軌副得到廣泛的應(yīng)用。
% [$ c0 v1 m* k! {, @作相對往復(fù)直線運動的滾動支承,滾動直線導(dǎo)軌副一般是由導(dǎo)軌、滑塊、返向器、滾動體和堅持器等組成。一種新型的.能以滑塊和導(dǎo)軌間的鋼球滾動來代替直接的滑動接觸,并且滾動體可以在滾道和滑塊內(nèi)實現(xiàn)無限循環(huán)。下面將對滾動直線導(dǎo)軌副工作臺的靜剛度進(jìn)行研究。
1四滑塊工作臺中滾動直線導(dǎo)軌副負(fù)載的計算
6 K6 ?+ T3 p, I, g對于有q個力Pi,首先根據(jù)力學(xué)知識可知.i＝1qp個力偶矩mii＝1p力系,依照力的平移法則將它向坐標(biāo)系的原點o點簡化為一合力矢F和一合力偶矩M,即:
1
并且用于工作臺的滾動直線導(dǎo)軌副一般其預(yù)加載荷比較大,一般情況下所用的滾動直線導(dǎo)軌副為等剛性導(dǎo)軌副.所以可以認(rèn)為其剛性呈線性,即K為常數(shù)。通常K值可以由產(chǎn)品樣本上查到,或參考文獻(xiàn)［1］進(jìn)行計算。
' i4 T4 v  h2 \5 Z+ F: e有關(guān)的幾何尺寸和負(fù)載的情況如圖1所示。將作用于工作臺上的力和力偶矩(不包括滑塊作用于工作臺的力)按上述方法向坐標(biāo)原點o簡化為一合力矢F和一合力偶矩M且F＝Fxi＋Fyj＋FzkM＝Mxi＋Myj＋Mzk關(guān)于坐標(biāo)系oxyz建立.
四滑塊工作臺中滾動直線導(dǎo)軌副的負(fù)載
且在實際工作時沿坐標(biāo)軸x方向的外力主要由滾珠絲杠副來承受,由于滾動直線導(dǎo)軌副沿坐標(biāo)軸x方向無約束.所以在下列力系的平衡方程組中沒有列出沿坐標(biāo)軸x方向的平衡方程。
可列出下列平衡方程組根據(jù)空間一般力系的平衡條件.:
2
  V! H* X2 U5 R- L% {  y/ m) }# Y卻只有五個方程,式(2中有八個未知量.所以上述問題是一個超靜定問題。根據(jù)力學(xué)知識,需要根據(jù)工作臺系統(tǒng)受力后的變形協(xié)調(diào)條件找出三個補充方程,才可解出方程組。
' D8 p: B0 k! {+ S$ Y3 E滾動直線導(dǎo)軌副中的鋼球作為彈性體。這里把工作臺和滑塊作為剛性體.
0 s) A7 I$ y# L5 O" Y7 h首先觀察工作臺沿坐標(biāo)軸z方向的位移如
/ }, S9 ^9 G! [) \a
8 d( O) l/ k0 N5 {1 s. ]b
9 J: w. ~. H  {) C. F+ @  l9 ?四滑塊工作臺的變形協(xié)調(diào)示意圖
其上的104點始終在一條直線上,工作臺發(fā)生位移前后.所以:
; N$ s0 x$ x/ g203點始終在一條直線上,δ0＝（δ1＋δ42并且.所以:
δ0＝（δ2＋δ32即:δ1＋δ4＝δ2＋δ3
所以由滾動直線導(dǎo)軌副其剛性呈線性.:
R1＋R4＝R2＋R3
3
0 w2 o1 G3 f8 C5 g; [7 Y同理:δ2′＝δ4′。再來觀察工作臺沿坐標(biāo)軸y方向的位移如圖2b所示。由于1點和3點是剛體上兩點,所以它位移前后的距離堅持不變,即:δ1′＝δ3′。
& n) }) ~# L" l0 `( U6 h# }又得:
S1＝S3
4
S2＝S4
& \1 f8 e6 g- \+ C' j5
  `- E2 Y2 {! l2 _: `把式（2式（5合并得:
% v: Q2 m* R( t3 z6
解方程組(6得:
7
; z; O) J+ C# S5 O2 w  [9 i2六滑塊對稱式工作臺中滾動直線導(dǎo)軌副負(fù)載的計算
有關(guān)的幾何尺寸和負(fù)載的情況關(guān)于坐標(biāo)系oxyz建立.
9 d: X/ K3 C9 V5 L六滑塊工作臺中滾動直線導(dǎo)軌副的負(fù)載
# q( W1 _- t- v4 S& a' t且F＝Fxi＋Fyj＋FzkM＝Mxi＋Myj＋Mzk將作用于工作臺上的力和力偶矩(不包括滑塊作用于工作臺的力)按上述方法向坐標(biāo)原點o簡化為一合力矢F和一合力偶矩M.
得仿照前面四滑塊工作臺中滾動直線導(dǎo)軌副負(fù)載的計算.:
8工作臺上任意一點的靜剛度
可以很方便地計算滾動直線導(dǎo)軌副的壽命,由前面所求的滾動直線導(dǎo)軌副負(fù)載.并且還可利用運動學(xué)知識得到,有工作載荷作用時,與工作臺相連的空間任意一點A位移量ΔA＝δxi＋δyj＋δzk
# k( u+ c7 f! Y1 B# [而剛體的運動總可以分解為隨任選參考點的平動和繞該參考點的轉(zhuǎn)動。由于工作臺為剛體.
9 I. T5 k3 f7 v; d- v' ]& C$ k坐標(biāo)系的建立仍與前面分析負(fù)載時一樣。先討論四滑塊工作臺上任意一點A位移.
則與坐標(biāo)系oxyz固連的A點(其矢徑a＝Xai＋Yaj＋Zak位移ΔA,以坐標(biāo)系oxyz原點o為參考點.可視為隨坐標(biāo)系oxyz平移到坐標(biāo)系o1x1y1z1發(fā)生的位移ΔA1與繞o1轉(zhuǎn)動Δφ＝φxi＋φyj＋φzk坐標(biāo)系o1x2y2z2發(fā)生的位移ΔA2之合,即:
ΔA＝ΔA1＋ΔA2
! n. K* Q9 m) m6 i# J* z& y1 D9
; V- v, ~) K3 J大小相等,10這樣就可利用前面關(guān)于滾動直線導(dǎo)軌副負(fù)載計算的結(jié)果來求固連于工作臺上任意一點A位移量。不過使?jié)L動直線導(dǎo)軌副的滑塊發(fā)生位移的力與前面所求的力RiSii＝14.方向相反,所以計算時以－RiSi帶入計算。
/ w; ]8 x' ?* p) g4 ~+ _0 ~并且考慮到Δφ很小,根據(jù)幾何與力學(xué)知識.所以:
則11把式(11帶入式(10.
0 s: H8 g" y4 Q: m+ l7 g) N( h  g12ΔA1為原點o位移
13
4 W) @# G! H2 I& E3 I& k7 d" h得A點的位移量把式(13式(12帶入式(9.:
2 U6 t  n$ S& Z8 Y3 M- M可以仿照前面對四滑塊工作臺的推理,14對于六滑塊對稱式工作臺.得:
作者已經(jīng)用C＋＋語言編制了實用順序,15對于以上問題.并且在計算機上調(diào)試通過。另外實際計算某點的位移量時,應(yīng)該用所有工作載荷使該點產(chǎn)生的位移量減去只有重力等永久載荷使該點產(chǎn)生的位移量。
1 m) d/ x" l' n5 ?  g4 J+ z' P4計算實例
力F作用點A位移量和滾動直線導(dǎo)軌副的負(fù)載。注意,如圖5所示為一進(jìn)給四滑塊工作臺。假設(shè)因鉆孔加工發(fā)生的負(fù)載F長時間存在請求出在下述使用條件下.以下各量與坐標(biāo)軸方向相同為正,相反為負(fù)。
使用的滾動直線導(dǎo)軌副:HTSDLG25A A P2
其剛度值為：427280Nmm
" V5 o7 l: F  o. R?　滾動直線導(dǎo)軌副上滑塊的裝置間隔：L1＝300mm
?　工作臺上兩導(dǎo)軌的裝置間隔：L2＝250mm
?　工作臺的重量：W＝3920N
?　工作臺的重心位置：x0＝z0＝0y0＝－50mm
?　作用負(fù)載：F＝－1960N
?　作用負(fù)載的位置：x1＝300mmy1＝－50mmz1＝－200mm
7 i% w% d7 T- J* \( P$ Q1鉆孔加工前的導(dǎo)軌副負(fù)載與A點的位移量
5 e- E- g0 M6 Y7 b5 b+ B導(dǎo)軌副負(fù)載為:
R1＝R2＝－588NR3＝R4＝－1372N
1 o5 O6 B+ F% p: \S1＝S2＝S3＝S4＝0
4 w$ W  M2 K. d8 A3 h8 O% H" WA點的位移量為:
1 H: W; l6 Z" W7 V8 F4 J' `+ n* Wδx1＝0δy1＝－0．0015mmδz1＝0．0027mm
8 x6 [1 ]; n, C2 s2鉆孔加工進(jìn)行中的導(dǎo)軌副負(fù)載與A點的位移量
導(dǎo)軌副負(fù)載為:
R1＝65．66NR2＝－1241．66NR3＝－718．34N
R4＝－2025．66N
S1＝163．66NS2＝－163．66NS3＝163．66N
' \1 p5 ^, f- n0 V( L8 A& c; @S4＝－163．66N
A點的位移量為:δx2＝－0．0022mmδy2＝－0．0022mmδz2＝－0．0004mm
A 點的有意義的位移量3鉆孔加工進(jìn)行中.
1 h! E! _3 G+ P2 C+ m$ a, S/ Y' vA點的有意義的位移量為上面第2項求得的位移量減去第1項求得的位移量。
) T& I6 s2 h9 D

gcsa

理論的東西，看不下去了

helin0728

這個是直接復(fù)制粘貼過來的吧。。。懷疑樓主都有沒有看

776216478

看不懂哈

晏蕓

樓主發(fā)的臺專業(yè)了，完全看不懂?。?/td>