精密滾珠絲杠副強過載下承載與破壞機理研究.pdf

1、論文以精密滾珠絲杠副為研究對象，考慮了航天工況的特殊性，對精密滾珠絲杠副的承載、失效以及破壞機理進(jìn)行了研究。在強過載下滾珠絲杠副的失效破壞不同于常態(tài)，文中對強過載下滾珠絲杠副的承載與破壞進(jìn)行了理論研究。
　　 由于赫茲接觸理論只適用于彈性范圍內(nèi)，文中針對這一缺點首先利用理想彈塑性模型的理論假設(shè)，對滾珠絲杠副彈塑性接觸進(jìn)行了建模，計算了滾珠絲杠副實例的彈塑性接觸。同時應(yīng)用有限元法對該滾珠絲杠副的彈塑性接觸進(jìn)行了分析，得出了應(yīng)力應(yīng)變

2、分布規(guī)律。通過比照兩者的計算結(jié)果，表明了彈塑性接觸模型的正確性，同時也為滾動阻力的計算提供理論依據(jù)。
　　 由滾珠絲杠副滾珠與滾道面的彈塑性變形情況，建立了工作滾珠在強過載下全新的受力模型。應(yīng)用彈塑性接觸模型，推導(dǎo)出滾珠與滾道面接觸處的單位接觸應(yīng)力理論公式，由此再采用曲面積分計算，導(dǎo)出受力模型中的滾動阻力。根據(jù)強過載下滾珠絲杠副的承載特性及滾道面的彈塑性變形，提出了在強過載下滾珠絲杠副五種失效模式：即滾珠破裂、絲杠斷裂、微裂紋、

3、滾珠卡死和滾道面振紋，得出失效破壞的判定準(zhǔn)則，揭示了強過載下滾珠絲杠副滾珠與絲桿的失效破壞機理。最后結(jié)合實例，應(yīng)用MATLAB對滾珠絲杠副失效進(jìn)行了定量化數(shù)值計算。
　　 根據(jù)強過載下內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副返向器的失效破壞模式，發(fā)現(xiàn)滾珠回珠曲線曲率的連續(xù)性對返向器失效破壞起決定性的作用。為改善滾珠的流暢性，引入加工誤差，推導(dǎo)出正弦螺旋回珠曲線的理論方程，并且證明該回珠曲線曲率連續(xù)變化規(guī)律。最后應(yīng)用MATLAB對滾珠絲杠副回珠曲線各特征