循环式行星滚柱丝杠副的运动特性及动力学分析

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作   者：

乔冠;  廖荣;  姜广君;  马尚君;  杨光美; 

作者机构：

内蒙古工业大学内蒙古自治区先进制造技术重点实验室;  内蒙动力机械研究所;  西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室; 

关键词：

运动特性;  动力学;  循环式行星滚柱丝杠副;  碰撞力; 

期刊名称：

华南理工大学学报(自然科学版)

i s s n：

1000-565X

年卷期：

2022 年 50 卷 010 期

页   码：

124-131

摘   要：

循环式行星滚柱丝杠副是一种通过多个沟槽状滚柱与丝杠、螺母螺纹啮合的传动机构.文中对循环式行星滚柱丝杠副的工作原理与运动关系进行分析,建立了循环式行星滚柱丝杠副三维模型.将该三维模型导入多刚体动力学仿真软件ADAMS中,设置了合理的虚拟样机连接关系,对其进行动力学仿真分析并提取了角速度、速度、力以及力矩等相关参数.结果显示,滚柱角速度仿真值为28.28 rad/s,滚柱公转角速度为-5.20 rad/s,螺母移动速度为1.98 mm/s,螺母位移为2 mm,上述各值与其相对应的理论值进行对比,发现误差均小于5%,从而验证了仿真结果的正确性;滚柱分别与丝杠和螺母的接触力曲线在螺母螺纹区呈现正弦曲线特性;当负载为5、10和15 kN时,不同负载下同一滚柱与凸轮环凸台之间碰撞力最大峰值分别为113.92、32.31和54.08 N,且同一负载下不同滚柱与凸轮环凸台之间碰撞力最大峰值的波动区间与上述数值范围相近,故滚柱与凸轮环凸台之间的碰撞力峰值不受负载大小影响;滚柱与保持架之间的碰撞力矩随负载的增大而增大;循环式行星滚柱丝杠副在传动过程中,滚柱角速度在螺母无螺纹区开始出现突变,最大突变的位置在滚柱与凸轮环凸台接触处.文中相关研究对优化循环式行星滚柱丝杠副整体性能具有一定的参考意义.