4.4滾珠絲杠強度、剛度的校核
| 1、滾珠絲杠強度的校核,實心滾珠絲杠 |
| 空心滾珠絲杠 |
式中,^為絲杠的應力,'為絲杠的進給力,io^, 4為截面面積,[CT]為絲杠 的許用應力,113MPa,故無論空心/實心滾珠絲杠,其強度均遠小于許用強度。
與實心滾珠絲杠的熱變形量(0.6mm—5.3mm)相比,其變形量可以忽略不計。 從空心絲杠的角度看,空心絲杠補償后的熱變形量在0.06左右,而進給力引起的變 形量在0.04左右,說明如果繼續進一步提高絲杠的定位精度,拉伸變形量也是一個 不可忽視的問題,需要同熱變形綜合考慮。
3、考慮到空心絲杠可能影響到扭轉剛度,故需要校核扭轉剛度 實心絲杠的扭轉角由此可見,空心絲杠的扭轉角相比于實心滾珠絲杠的扭轉角變化不大,空心絲杠 對扭轉剛度的影響不大,可以忽略。
從上面的校核可知,空性絲杠在強度、剛度等方面與實心滾珠絲杠很接近,這主 要是因為開孔在絲杠的中心處,對扭轉剛度的影響不大;而對于強度由于開孔的面積 很小,故對滾珠絲杠的強度的影響也很小。
然而在滾珠的轉速加快時,反復的沖擊力會使滾珠絲杠的滾珠循環系統結構減弱, 往往造成循環系統中導珠器因沖擊疲勞而容易斷裂。
4.5本章小結
首先根據伺服系統的受力分析,分別建立了實心/空心滾珠絲杠伺服進給系統的 數學模型。空心滾珠絲杠開孔對伺服系統性能的影響有別于實心滾珠絲杠,故在此做 了對比研究。由于伺服進給系統作為一個機電一體化系統,系統的穩定性是前提。本 章不僅用開環伯德圖判斷了系統的穩定性,同時通過Routh判據,證明了系統是穩定 的。
快速性是滾珠絲杠伺服進給系統的重要指標。本章分析了空心滾珠絲杠系統的快 速性較快些,并仿真驗證了空心滾珠絲杠的快速性稍快于實心滾珠絲杠的快速性。
在本章的最后部分校核了系統的強度和剛度,滿足滾珠絲杠的要求。
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