基于行星滾柱絲杠中各滾柱嚙合位置的差異,提出了各滾柱在絲杠和螺母兩側(cè)螺紋牙載荷分布的計(jì)算方法。通過分析得出若實(shí)現(xiàn)各滾柱嚙合位置完全相同,絲杠和螺母的螺紋頭數(shù)應(yīng)是滾柱個(gè)數(shù)的整數(shù)倍。綜合考慮行星滾柱絲杠滾柱嚙合位置及軸段變形、螺紋牙接觸變形和彎曲變形等因素,根據(jù)變形協(xié)調(diào)方程和牛頓第二定律,計(jì)算分析了各滾柱的載荷分布規(guī)律,并通過有限元算法驗(yàn)證結(jié)果的正確性。結(jié)果表明,當(dāng)滾柱嚙合位置不同時(shí)會(huì)造成各滾柱的載荷差異,并且嚙合位置最高的滾柱兩側(cè)承受的載荷最大。

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圖2絲滾柱在絲杠和螺母兩側(cè)嚙合位置剖面圖

圖1絲杠與滾柱嚙合剖面圖行星滾柱絲杠為了保證裝配過程的順暢以及防止帶載傳動(dòng)過程中由于零件之間的摩擦導(dǎo)致溫升過高致使螺紋牙發(fā)生熱變形相互卡死的現(xiàn)象,為此絲杠和螺母以及滾柱之間的螺旋曲面是存在軸向間隙的,其螺紋牙的嚙合接觸位置與無側(cè)隙螺紋牙嚙合是有差異的。作行星滾柱絲杠副在xoy平....

圖5滾柱嚙合位置差

其中,n為絲杠的螺紋頭數(shù),k為滾柱的個(gè)數(shù);j表示絲杠與第i個(gè)滾柱相嚙合的第j個(gè)螺旋嚙合線。若要實(shí)現(xiàn)行星滾柱絲杠副中的各滾柱的嚙合接觸位置相同,由上式可知需滿足n=z·k,z為整數(shù)。2行星滾柱絲杠載荷模型

圖6螺紋彎曲變形

螺紋牙在嚙合點(diǎn)受到載荷后會(huì)發(fā)生彎曲變形,如圖6所示。圖6中,a表示螺紋牙厚度;b表示螺紋牙在嚙合點(diǎn)處的牙厚;c表示嚙合點(diǎn)處的螺紋牙高度;α表示牙側(cè)角。F為嚙合處的載荷在xoy平面上的分力,運(yùn)用正交分解法將力F分解成沿x軸和y軸的兩個(gè)力。具體的計(jì)算公式如下:

圖7變形關(guān)系示意

滾柱和絲杠及螺母嚙合接觸時(shí),以絲杠或螺母中任意相鄰螺紋牙上的嚙合點(diǎn)為研究對(duì)象,兩個(gè)嚙合點(diǎn)在變形前后的位置關(guān)系如圖7所示。圖7中,粗實(shí)線表示絲杠或螺母中變形后的第i和i+1個(gè)螺紋牙與軸段狀態(tài)。列出絲杠或螺母嚙合的變形協(xié)調(diào)方程為L(zhǎng)+δi+1=L+ΔLi+δi,其中,L的長(zhǎng)度等于螺距。....

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