考虑时变啮合刚度的行星滚柱丝杠动力学建模与振动特性分析

来源：振动与冲击杂志2025年第11期北京时间：

作者：卢夏沁，，陈换过，，吴建伟005006@mails.zstu，彭雨浩，，汤佳辉，

单位：1.浙江理工大学机械工程学院，杭州310018；2.机电产品可靠性技术研究浙江省重点实验室，杭州310018；3.丽水职业技术学院智能制造学院，浙江 丽水323000

摘要：针对行星滚柱丝杠（Planetary Roller Screw Mechanism，PRSM）动态特性研究中的不足，特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题，提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法。通过集中质量法构建动力学模型，基于达朗贝尔原理推导出运动微分方程；根据机构传动副特点，构建了齿轮副悬臂梁模型与螺纹副轴向刚度模型，结合势能法、直接刚度法和赫兹接触理论提取出啮合刚度参数。最后，采用Runge-Kutta数值积分法求解系统微分方程，通过与刚体动力学模型对比验证模型准确性，并获取了PRSM的振动特性。研究成果为PRSM的故障特性分析和智能诊断奠定了理论基础。<br>

关键词：行星滚柱丝杠；集中质量动力学建模；时变啮合刚度；动态特性分析