[发明专利]一种滚珠丝杠副综合磨损系数测量方法有效

专利信息
申请号: 201910356893.6 申请日: 2019-04-29
公开(公告)号: CN110082238B 公开(公告)日: 2020-10-02
发明(设计)人: 周长光;周华西;刘迪一;陈斌斌 申请(专利权)人: 南京理工大学
主分类号: G01N3/56 分类号: G01N3/56;G01M13/025
代理公司: 南京理工大学专利中心 32203 代理人: 马鲁晋
地址: 210094 江*** 国省代码: 江苏;32
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 滚珠 丝杠副 综合 磨损 系数 测量方法
【权利要求书】:

1.一种滚珠丝杠副综合磨损系数测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、建立滚珠丝杠副综合磨损系数计算模型;具体为:

(1)滚珠丝杠副预紧力与空载扭矩的关系为:

式中,Fp为滚珠丝杠副的预紧力,Mf为滚珠丝杠副的空载扭矩,α为滚珠与滚道的接触角,μ为摩擦系数,rm为丝杠轴的半径,rb为滚珠的半径;

(2)滚珠和滚道之间的法向力Q为:

式中,M为有效承载的滚珠总数,λ为导程角;

(3)滚珠丝杠副滚珠与滚道的法向变形量δ与法向力Q的关系为:

式中,cK为与滚道接触点曲率半径有关的常数,cE为材料常数;

(4)丝杠和螺母滚道磨损的总深度Δδ为:

Δδ=δ0N

式中,δ0为滚道初始法向变形量,δN为丝杠运行N万转后滚道法向变形量;

(5)丝杠滚道单位运行转数下的磨损深度δWs为:

式中,Ls和Ln分别为丝杠和螺母的有效行程,N为滚珠丝杠副运行的总转数;其中,单位运行转数为每万转;

(6)螺母滚道单位运行转数下的磨损深度δWn为:

(7)在滚珠丝杠副中,滚珠与丝杠滚道或螺母滚道之间磨损区域被视为一个宽度为2b的矩形,磨损区域的面积An′为:

An′=2b·LRn′

式中,b为滚珠与滚道接触椭圆的短半轴,n′=s时,LRn′表示滚珠丝杠副中滚珠与丝杠滚道磨损区域的总长度,即丝杠有效行程对应的螺纹长度,n′=n时,LRn′表示滚珠丝杠副中滚珠与螺母滚道磨损区域的总长度,即螺母有效行程对应的螺纹长度;

丝杠有效行程对应的螺纹长度LRs为:

螺母有效行程对应的螺纹长度LRn为:

(8)滚珠与丝杠滚道接触面间的磨损体积WVs为:

WVs=δWs·As·N

(9)滚珠与螺母滚道接触面间的磨损体积WVn为:

WVn=δWn·An·N

(10)滚珠与丝杠滚道和螺母滚道接触面间的总磨损体积WV为:

WV=WVs+WVn

(11)单个滚珠与滚道接触面之间的磨损体积为:

(12)根据传统Archard磨损理论,在法向力Q的作用下,滚珠丝杠副中单个滚珠与滚道接触面之间的磨损体积为:

式中,H为互相接触的两表面中硬度较小表面的硬度值,K为滚珠丝杠副的综合磨损系数,Lt为单个滚珠相对于滚道的滑动距离;

其中,滚珠相对于滚道的滑动距离Lt为:

式中,N为滚珠丝杠副运行的总转数,ω为丝杠轴的角速度,为滚珠相对于滚道的滑动速度;

其中,滚珠相对于滚道的滑动速度为:

式中,VX和VY分别为滚珠相对于滚道在接触椭圆短半轴和长半轴的滑动速度;

对于预紧力方向与轴向载荷方向相同的一侧:

对于预紧力方向与轴向载荷方向相反的一侧:

其中,

式中,rb为滚珠半径,ri为滚道半径,RS为丝杠底径,α为滚珠与滚道的接触角,δs和δn分别为滚珠与丝杠和螺母滚道间的变形量,ω为丝杠轴的角速度,ωm为滚珠相对于丝杠滚道的公转角速度,ωt,ωn和ωb分别为滚珠的自转角速度ωR在t轴、n轴以及b轴上的分量;

(13)联立(1)~(12)中的公式,建立滚珠丝杠副综合磨损系数计算模型为:

式中,为滚珠丝杠副初始空载扭矩,为滚珠丝杠副运行N万转后的空载扭矩,J为常数,具体为:

步骤2、设定滚珠丝杠副综合磨损系数测量条件;

步骤3、基于滚珠丝杠副摩擦力矩测量法对待测滚珠丝杠副进行测量,获取滚珠丝杠副综合磨损系数。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于南京理工大学,未经南京理工大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201910356893.6/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top