滚珠丝杠副的弹性变形

了解滚珠丝杠副的弹性变形，要从丝杠副的结构参数入手, 计算出滚珠丝杠副的主曲率半径, 并做出接触角、螺旋升角与主曲率的关系曲线以赫兹空间接触理论为依据, 对滚珠丝杠副的接触变形进行理论计算, 并对接触角、螺旋升角与接触变形、接触刚度之间的关系做进一步探讨。

滚珠丝杠在载荷的作用下, 滚珠分别与丝杠滚道面, 螺母进行双接触, 传递载荷, 并产生接触形变由赫兹接触理论可知, 主曲率对滚珠丝杠副的弹性变形有着极大的影响因此需要建立螺母、丝杠滚道的螺旋面方程, 以此计算出主曲率半径, 从而 求出滚接触变形值对滚珠丝杠副的接触变形公式进行推导计算, 并用Matlab绘制出螺旋升角、接触角与接触变形、接触刚度之间的关系曲线由曲线可以明显地看出丝杠副各种结构参数对变形因素的影响。

滚珠丝杠副主曲率的计算：在微分几何中, 曲面上给定的两个主曲率衡量了给定点曲面在这一点的不同方向上不同的弯曲程度为了能准确地求出滚珠丝杠的变形量, 首先应该对滚珠丝杠的主曲率有明确的认识和准确的计算。

随着滚珠丝杠螺母负载的增加, 丝杠的变形在逐渐加大,, 会产生一定的误差, 而这个误差随着螺母上负载的增加而逐渐变大分析产生误差的主要原因有: 在滚珠丝杠受到螺母压力载荷的过程中, 随着载荷的增大, 滚珠与丝杠、螺母之间的接触点位置在不断变化, 导致滚珠和螺母以及丝杠之间的接触角在不断增大接触角越大, 弹性变形量反而越小在分析过程中, 在载荷很小的情况下, 接触角变化微小,由于滚珠在滚珠道内产生挤压变形, 导致接触角变大, 而弹性变形逐渐减小。实验证明适当增大螺旋升角和接触角, 可以有效地改善滚珠丝杠副的接触性能。

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