[发明专利]一种基于滚珠丝杠和滚珠螺母滚道型面参数的匹配方法

说明书

本发明提出了一种基于滚珠丝杠和滚珠螺母滚道型面参数的匹配方法，首先计算待测丝杠滚道型面参数，构建待测滚珠丝杠的空间直角坐标系；以珠丝杠轴截面任意一点测量坐标进行轴法向转换，得到该点对应相位角和对应的法向平面点坐标；计算滚珠圆心坐标)将轴向坐标转换为法向坐标，对转换后的法截面数据点坐标进行最小二乘法拟合可得到丝杠左、右圆弧滚道圆心坐标及左、右圆弧半径；计算滚珠丝杠滚道接触角，轴向偏心距，径向偏心距；计算相邻滚道之间的螺距和总螺距；计算滚珠丝杠中径平均值；计算待测滚珠螺母型面参数；按计算待测滚珠丝杠旋滚道曲面及中径参数方法计算测滚珠螺母滚道曲面及中径参数；本发明可对滚珠丝杠副进行匹配。

技术领域

本发明属于滚珠丝杠和滚珠螺母检测领域，特别是一种基于滚珠丝杠和滚珠螺母滚道型面参数的匹配方法。

背景技术

滚珠丝杠和滚珠螺母作为滚珠丝杠副的重要构件，对丝杠副有着重要的影响，而滚珠丝杠和滚珠螺母螺旋滚道曲面的参数误差直接影响丝杠副的摩擦磨损、精度保持、寿命、刚性以及震动噪音。

中国专利CN 107449372A公开了一种基于激光三角的滚珠丝杠螺母综合参数检测装置及方法，用于测量出螺母内滚道型面的关键参数与外径，从而可以计算出其余参数，无法直接测量滚珠丝杠和滚珠螺母中径，未利用整丝杠螺母的型面参数来对滚珠丝杠副进行的匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于滚珠丝杠和滚珠螺母滚道型面参数的匹配方法，以对滚珠丝杠副进行匹配。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于滚珠丝杠和滚珠螺母滚道型面参数的匹配方法，包括计算滚珠丝杠旋滚道曲面及中径参数、计算待测滚珠螺母滚道曲面及中径参数、对滚珠丝杠副进行的匹配；具体实施方式如下：

计算待测滚珠丝杠旋滚道曲面及中径参数，包括以下步骤：

步骤1、构建待测滚珠丝杠的空间直角坐标系；

步骤2、以珠丝杠轴截面任意一点测量坐标进行轴法向转换，得到该点对应相位角和对应的法向平面点坐标；

步骤3、计算滚珠圆心坐标，将轴向坐标转换为法向坐标，对转换后的法截面数据点坐标进行最小二乘法拟合可得到丝杠左、右圆弧滚道圆心坐标及左、右圆弧半径；

步骤4、计算滚珠丝杠滚道接触角，轴向偏心距，径向偏心距：根据丝杠滚道型面参数之间的几何关系，得到左右圆弧接触角、左右圆弧轴向偏心距、左右圆弧径向偏心距；

步骤5、计算相邻滚道之间的螺距和总螺距；

步骤6、计算滚珠丝杠中径平均值；

计算待测滚珠螺母滚道曲面及中径参数，具体如下：构建待测滚珠丝杠的空间直角坐标系；按计算待测滚珠丝杠旋滚道曲面及中径参数方法计算测滚珠螺母滚道曲面及中径参数。

对滚珠丝杠副进行的匹配，具体步骤如下：

步骤1、计算丝杠左圆心与螺母右圆心之间的圆心距；

步骤2、丝杠和螺母滚道上接触点最大距离；

步骤3、计算滚珠的接触变形；

步骤4、根据摩擦力与滚珠变形量的关系可以求出在此变形量情况下摩擦力大小，通过调整丝杠，螺母，滚珠来调整丝杠螺母的型面参数来对滚珠丝杠副进行的匹配。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明通过计算滚珠的接触变形，并根据滚珠丝杠副摩擦力与滚珠接触变形的之间的关系分析出丝杠，螺母，滚珠之间的匹配程度，从而进行滚珠丝杠，滚珠螺母，滚珠之间的快速匹配。