基于结合部刚度特性的滚珠丝杠进给系统动态特性分析

来源：机械工程学报杂志2015年第17期北京时间：

作者：朱坚民, 张统超, 李孝茹

单位：上海理工大学机械工程学院

摘要：滚珠丝杠进给系统的动态特性对数控机床的定位精度、加工性能和振动等特性具有重要影响。针对滚珠丝杠进给系统理论建模中结合部刚度难以确定的问题，以自行设计制造的滚珠丝杠进给系统为研究对象，基于吉村允效法计算进给系统固定结合部的刚度；根据滚珠丝杠副、滚动导轨副和轴承结合部的共同特点，提出基于Hertz接触理论的进给系统滚动结合部刚度计算方法，建立进给系统的有限元模型。在此基础之上，对进给系统进行理论和试验模态分析，通过模态振型和固有频率的对比验证了有限元模型和滚动结合部刚度计算方法的正确性。根据所建立的有限元模型，着重分析工作台的质量和位置、滚珠丝杠副的刚度、滚动导轨副的刚度和轴承的刚度等参数对进给系统动态特性的影响。所提出的方法为机床滚动结合部刚度的识别提供了参考，研究结论为滚珠丝杠进给系统的改进设计和动态性能优化提供了依据。

关键词：Hertz接触理论,动态特性,刚度特性,滚动结合部,滚珠丝杠进给系统；

基金资助：国家自然科学基金(50975179)、上海市教委科研创新(11ZZ136)、上海市科委科研计划(13160502500)和沪江基金(D14005)资助项目