支撐導(dǎo)軌的振動(dòng)特性及重心偏移對(duì)低速運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響研究.pdf

1、在機(jī)床設(shè)計(jì)領(lǐng)域，滑動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)由于其承載能力大、剛度強(qiáng)、吸振和減振性好，成為應(yīng)用最為廣泛的機(jī)床導(dǎo)軌形式，特別適用于重型機(jī)床或運(yùn)載重大型工件的場合。但是，滑動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)因結(jié)合面間的滑動(dòng)摩擦狀態(tài)，在低速重載的工況下常發(fā)生運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定的爬行現(xiàn)象并嚴(yán)重影響了所載工件的加工質(zhì)量。因此，這種爬行現(xiàn)象成為了眾多學(xué)者對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)問題。學(xué)者們通過實(shí)驗(yàn)研究、理論分析得出了很多爬行現(xiàn)象的機(jī)理解釋、影響因素、抑制方法等研究結(jié)果。但是，大多學(xué)者對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌系

2、統(tǒng)的分析沒有考慮到支撐導(dǎo)軌及床身部件的振動(dòng)特性和工件重心偏移造成兩導(dǎo)軌界面受力不均對(duì)動(dòng)導(dǎo)軌及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。
　　本文根據(jù)滑動(dòng)導(dǎo)軌實(shí)際工作狀態(tài)，構(gòu)建其物理模型并列出動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，通過MATLAB/Simulink數(shù)值仿真模擬功能，對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值仿真模擬，將所要考慮的因素作為系統(tǒng)變量，對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行仿真模擬。最終得到支撐導(dǎo)軌系統(tǒng)的振動(dòng)因素及重心偏移對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，為提高滑動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)的低速運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定

3、性提供一些理論支持。
　　本文的主要研究工作分為以下幾個(gè)部分：
　　（1）根據(jù)滑動(dòng)導(dǎo)軌實(shí)際工作狀態(tài)，將支撐導(dǎo)軌部件及動(dòng)導(dǎo)軌部件簡化為兩自由度的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，并將其各自的振動(dòng)因素作為變量加以考慮，構(gòu)建了滑動(dòng)導(dǎo)軌的二元物理模型及兩自由度動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，更加貼近實(shí)際工作情況的描述了滑動(dòng)導(dǎo)軌低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
　?。?）利用滑動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)粘性阻尼的符號(hào)，解釋了滑動(dòng)導(dǎo)軌的穩(wěn)定性，并根據(jù)粘性阻尼的大小，將不同驅(qū)動(dòng)速度下的滑動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為爬行

4、狀態(tài)、過渡狀態(tài)及無爬行狀態(tài)，并以此對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)行分析。
　?。?）將支撐導(dǎo)軌的振動(dòng)因素作為變量，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的滑動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值仿真模擬，并得到其對(duì)整個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響規(guī)律，對(duì)提高滑動(dòng)導(dǎo)軌低速運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性提供一些理論支持。
　　（4）將工件重心偏移引起兩導(dǎo)軌受力不均作為考慮因素，分析滑動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。使得兩支撐導(dǎo)軌部件及動(dòng)導(dǎo)軌部件作為三自由度的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，并構(gòu)建滑動(dòng)導(dǎo)軌的三元物理模型。并引入偏移系數(shù)，建立了滑動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)