滾動直線導(dǎo)軌靜動態(tài)特性分析及其結(jié)合面參數(shù)可擴(kuò)展研究.pdf

1、滾動直線導(dǎo)軌是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的常用功能部件之一，其性能對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)甚至整機(jī)的性能都有很大影響。研究滾動直線導(dǎo)軌的靜動態(tài)模型的建立方法和滾動直線導(dǎo)軌結(jié)合面參數(shù)可擴(kuò)展特性具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。
　　本文以在數(shù)控機(jī)床中廣泛采用的滾動直線導(dǎo)軌為研究對象，研究建立考慮滾動結(jié)合面特性的滾動直線導(dǎo)軌靜動力學(xué)理論預(yù)測及有限元模型，并基于這兩種模型開發(fā)滾動直線導(dǎo)軌專用分析軟件，集成理論預(yù)測模型快速性和有限元模型準(zhǔn)確性的優(yōu)勢，并將

2、軟件與數(shù)據(jù)庫管理軟件連接，管理導(dǎo)軌分析參數(shù)。論文具體研究工作如下:
　　(1)在查詢國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜述了滾動直線導(dǎo)軌靜態(tài)特性、動態(tài)特性結(jié)合面參數(shù)可擴(kuò)展研究現(xiàn)狀，確定了本文研究的關(guān)鍵問題。
　　(2)基于赫茲接觸理論推導(dǎo)出了考慮過盈量的法向靜力學(xué)預(yù)測模型;基于拉格朗日方程進(jìn)行解析建模，建立了滾動直線導(dǎo)軌的動力學(xué)預(yù)測模型;得到了滾動直線導(dǎo)軌的預(yù)測法向剛度及前五階約束模態(tài)的頻率與影響因素的關(guān)系。
　　(3)基于有限元分

3、析，進(jìn)行滾動直線導(dǎo)軌的參數(shù)化有限元建模，完成了滾動直線導(dǎo)軌的靜力、模態(tài)、諧響應(yīng)分析。
　　(4)開發(fā)了集成理論預(yù)測模型和有限元模型及數(shù)據(jù)庫管理功能的滾動直線導(dǎo)軌專用分析軟件。基于Visual Basic和Matlab設(shè)計預(yù)測分析模塊;基于Visual Basic和ANSYS的APDL設(shè)計了有限元分析模塊;基于Visual Basic和Access設(shè)計了滾動直線導(dǎo)軌數(shù)據(jù)庫管理模塊。軟件集成了這三個模塊，實現(xiàn)Matlab、ANSYS及

4、Access的后臺運行，使用者通過在界面上簡單操作即可完成導(dǎo)軌的靜力、自由模態(tài)、約束模態(tài)和諧響應(yīng)分析及結(jié)果的存取、刪除等管理。
　　(5)設(shè)計并完成了滾動直線導(dǎo)軌靜剛度實驗和模態(tài)實驗，驗證了預(yù)測模型和有限元分析的正確性。
　　研究建立了準(zhǔn)確的滾動直線導(dǎo)軌理論預(yù)測法向靜力學(xué)、動力學(xué)模型和有限元靜動力學(xué)模型，得出了設(shè)計參數(shù)與滾動直線導(dǎo)軌性能的關(guān)系;開發(fā)了集成理論預(yù)測模型和有限元模型及數(shù)據(jù)庫管理功能的滾動直線導(dǎo)軌專用分析軟件，提高