[发明专利]快速简便测量滚珠丝杠摩擦力的测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程中机械测试技术领域，具体是一种快速简便测量滚珠丝杠摩擦力的测量装置及测量方法。

背景技术

滚珠丝杠副是一种螺旋传动元件，具有定位精度高，摩擦力小，传动效率高等优点，是数控机床进给系统的关键部件。

传统的测试装置主要包括驱动部分、传动部分和测量部分，结构复杂，干扰过多。而滚珠丝杠滚珠与滚道摩擦力非常小，一般为负载的千分之一，非常容易淹没在复杂的测试环境中，提取困难。同时传统测量装置设备利用率低，成本高。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种快速简便测量滚珠丝杠摩擦力的测量装置及测量方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种快速简便测量滚珠丝杠摩擦力的测量装置，包括高速摄影机机构、丝杆释放机构以及测量机构，其中，所述丝杠释放机构包括支撑架、支架外壳、夹具和丝杠托持释放结构，所述支架外壳固定在支撑架上，所述夹具固定在支架外壳上，所述丝杠托持释放结构的一端固定在支架外壳上，其另一端用于托持滚珠丝杠，所述测量机构悬挂在滚珠丝杠附近，所述高速摄影机机构安装在测量机构正对面。

所述夹具整体为T型，包括T型块，所述滚珠丝杠固定在T型块上。

所述支撑架为三脚支撑架。

所述丝杠释放机构还包括防冲撞柔性接盘，所述防冲撞柔性接盘设置在滚珠丝杠的正下方。

所述高速摄影机机构包括高速摄影机和三脚架，所述高速摄影机通过三脚架稳固放置。

所述测量机构包括竖直标尺和螺旋标尺。

一种利用快速简便测量滚珠丝杠摩擦力的测量装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤一，滚珠丝杠自由悬挂，其下端与丝杠释放机构接触，打开丝杠释放机构，切断悬挂绳，滚珠丝杠做自由落体运动，落入防冲撞柔性接盘中；

步骤二，高速摄影机拍摄下滚珠丝杠的下落过程，标定当地重力加速度；

步骤三，摩擦力计算，包括以下子步骤：

第一步，将滚珠丝杠螺母固定在T型块上，丝杠由四杆释放机构托持；打开丝杠释放机构，丝杠螺旋下降；

第二步，高速摄影机拍摄下滚珠丝杠的旋转下降过程，竖直标尺和螺旋标尺计算出丝杠竖直下落速度和旋转速度，再利用动能定理计算摩擦力。

所述步骤一中，标定当地重力加速度的方法为，利用动量定理Δmv＝mgt，标定当地重力加速度

所述步骤三第二步中，利用动能定理或者动量定理计算出摩擦力的计算过程为：f=mg·sinγ-ΔE·sinγh,]]>或者，

f=mg(t2-t1)-m(v2-v1)(t2-t1)sinγ]]>

其中：

f为摩擦力；

mg为滚珠丝杆重量；

γ为滚珠丝杠螺旋升角；

ΔE为动能增量；