高速滚珠丝杠副性能试验台的研制及丝杠温升试验

论文摘要

精密滚珠丝杠副是数控机床的关键五大功能部件之一,也是一些高精尖产品的进给部件,其制造水平的高低在很大程度上决定了这些产品的精度高低。随着这些产品向高速、高精度、复合与环保方向不断发展,对滚珠丝杠副的性能提出了越来越高的要求。目前我们国家高速滚珠丝杠副的发展水平和国外相比还有不小的差距。除了原材料和加工设备的精度等因素外,没有完善的试验检测手段也是制约其发展的一个重要因素。为了对新设计的高速滚珠丝杠副的综合性能参数进行全面的检测,我们研制开发了高速滚珠丝杠副试验台。它能够实现对滚珠丝杠副的定位精度、热位移、温升等性能参数进行检测,整个测量过程简单易行,操作方便。通过采用高精度的传感器,保证了测量结果的准确性,为用户提供准确可靠的测量报告。介绍了试验台机械设计制造中应注意的问题,给出了测试系统的软件、硬件实现方法。滚珠丝杠副在高速条件下运行,滚珠丝杠受运行时间和运转转速影响而温度急剧上升,其温度高于床身,导致滚珠丝杠热位移加剧,有可能无法满足高精度加工的要求。利用该高速滚珠丝杠副实验台,对滚珠丝杠着重进行了温升的实验。通过各种实验,由试验台给出测量报告,对数据进行分析,得出相应结论,提出解决问题的办法,对滚珠丝杠如何改进才能更好的减少温升。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.1.1 课题的背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 文献综述
• 1.3 相关领域研究综述
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本课题来源及主要研究内容
• 第2章 高速滚珠丝杠副试验台总体方案设计
• 2.1 滚珠丝杠副传动原理及特点
• 2.1.1 滚珠丝杠副传动原理及性能特点
• 2.1.2 滚珠丝杠副的结构特点及分类
• 2.1.3 滚珠丝杠副的螺纹滚道截面形状及循环方式
• 2.2 高速滚珠丝杠副性能试验台功能及技术要求
• 2.2.1 试验台功能要求
• 2.2.2 试验台技术指标
• 2.3 高速滚珠丝杠副性能试验台总体方案设计
• 2.4 系统电气原理设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 机械结构设计与开发
• 3.1 工作台床身与工作台
• 3.1.1 床身结构特点及技术指标
• 3.1.2 床身的结构设计
• 3.1.3 床身材料
• 3.2 滚动直线导轨副
• 3.2.1 导轨副的材料及技术要求
• 3.2.2 导轨副的安装调整
• 3.3 轴承及其校核
• 3.4 轴承座及螺母座
• 3.4.1 结构设计
• 3.4.2 材料选择及技术要求
• 3.5 联轴器的选择
• 3.6 本章小结
• 第4章 电气系统设计
• 4.1 伺服驱动系统设计
• 4.1.1 伺服电机的选型及计算
• 4.2 微机控制系统设计
• 4.2.1 微机控制系统的选型
• 4.2.2 微机控制系统扩展
• 4.3 软件部分设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 试验台各测量分系统的设计
• 5.1 定位精度测量分系统
• 5.2 温度测量分系统
• 5.3 热伸长检测分系统
• 5.4 本章小结
• 第6章 温升的实验研究及技术对策
• 6.1 相同丝杠不同速度下的温升试验
• 6.2 相同丝杠不同载荷下的温升试验
• 6.3 新产品高速滚珠丝杠的温升对比试验
• 6.4 高速滚珠丝杠副中空冷却温升试验
• 6.5 高速滚珠丝杠副温升问题的技术对策
• 6.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表