双螺母预紧的滚珠丝杠受力程度

随着科学的发展，对机床生产的精度要求越来越高，这就对机床上零件的精度提出了更高的要求。本文主要分析了双螺母预紧滚珠丝杠副的受力程度及其接触应力范围，重点研究了双螺母预紧滚珠丝杠副的轴向刚度，并建立了轴向刚度的计算公式。本文主要分析滚珠丝杠副轴向刚度的影响因素。

随着我国科学技术的不断发展，我国滚珠丝杠副的发展正逐步跟上世界的步伐，朝着高速、高精度和低功耗的方向发展。大型丝杠是发展的产物。作为机床不可缺少的重要组成部分，它也为机床的高速发展指明了方向。在机床高速发展的同时，也需要保证其零件的加工精度。只有好的质量才能生产出好的产品。在机床系统中，滚珠丝杠副的轴向刚度是影响定位精度的最重要因素。在传统的机床设计中，滚珠丝杠副的轴向刚度一直是需要解决的技术重点，也是我国机床发展中的一个薄弱环节。因此，对高速滚珠丝杠轴向刚度的研究也为我国机床的更好发展提供了理论依据和现实意义。研究预紧滚珠丝杠副轴向现状并分析。

对于数控机床来说，滚珠丝杠副是一个重要的部件，滚珠丝杠副的轴向刚度是决定整个机床动态性能的关键。为了避免出现问题，应该建立机床直线导轨与滚珠丝杠副结合部的动态特性的理论模型，以保证在实际运行中不出现问题。建立理论模型的前提是计算直线滚动导轨的线性刚度、滚珠丝杠副和角接触球轴承的轴向刚度，用有限元法分析具有关节动态参数的加工中心的动态特性，保证其正常运行。

如果考虑机床运行时滚珠丝杠的轴向刚度和扭转刚度，就需要建立数控机床滚珠丝杠副驱动系统的动力学模型。该模型的复杂之处在于滚珠丝杠副的结构过于复杂，但许多专家学者提出了建模方法，其中统一了不同固定形式的丝杠传动链的等效静刚度计算模型，采用分离参数建模的方法建立了丝杠传动链的动刚度模型。利用滚珠丝杠滚道的力和力矩平衡方程，考虑接触角变化和接触变形的影响，建立了复合载荷下滚珠丝杠刚度的精确数学模型。这三个模型新颖，符合新时代的科学理念，可以考虑作为分析螺旋传动链刚度特性的模型。

著名专家胡峰及其团队在对丝杠轴向支撑刚度识别的基础上，利用数学初参数分析方法，建立了丝杠的初参数矩阵方程。利用初始参数值，建立了丝杠支撑点轴向刚度的识别模型。该识别模型主要通过实验来识别丝杠支撑点的轴向刚度，该识别模型中的有限元方法也广泛应用于滚珠丝杠副刚度的研究中。双螺母轴向平移的预紧研究。

对于滚珠丝杠副弹性接触变形的模型研究，在此基础上对轴向变形公式进行了改善﹐通过分析相关的数据得出对轴向变形量和滚珠丝杠副传动性能的影响原因，并且运用有限元模型对滚珠丝杠副其进行接触分析和轴向变形的原因进行证实，并通过分析得出最合适的滚珠丝杠副的结构参数，这样可以合最大限度的降低滚珠丝杠副的轴向变形量，提高机床的传动机能，在双螺母轴向平移的预紧研究中要考虑螺旋升角的问题。

为解决这个问题我们建立了滚珠丝杠副的受力模型，通过分析螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形的影响，并利用有限元法得到最佳的解决办法﹐滚珠在空间上的运动的不确定性，滚珠丝杠副的几何参数是非常复杂的，所以要引入螺旋升角，假如丝杠不动，左螺母治丝杠中心轴向左平移 △LL，右螺母沿丝杠中心轴向右平移 △LR ,此时该滚珠丝杠已达到初始预紧状态。若左、右螺母滚道参数相同，则预紧状态。若左、右螺母滚道参数相同，则：LL=△LR=△L

因为螺母是左右对称的，所以以右螺母为例分析右螺母的情况。因为这个平移的距离是相等的，所以曲线到点的距离也是相等的。但由于主法线的不同，不是等距曲线。只有点和点所在的曲线是等距曲线。

点所在曲线到点所在曲线的距离为 go=rs+rn-2rb，令θ1=θ´-θ。由上式求出 θ1 并代入式 2即可得到右螺母初始预紧时的轴向平移量 △LR。如果左右螺母滚道和滚珠参数相同，那么垫片的最小厚度为 △L1+△LR=2△LR。若垫片厚度大于该值，预紧力大于零，处于预紧状态︰若垫片厚度小于或等于该值，预紧力等于零，处于非预紧状态。

螺母所受压力与滚道所受压力之间的关系，综合了两者的关系并提出了相应的模型建立，但由于滚珠与滚道间的摩擦力远远小于对轨道的正压力，所以在分析过程中忽略了其摩擦力以及惯性力，对于实际的操作有些误差。