华南理工大学学报(自然科学版)

作者：许千斤, 马尚君, 牛茂东, 等

单位：1.西北工业大学 陕西省机电传动与控制工程实验室，陕西 西安 710072；2.西安鼎佰精密机电有限公司，陕西 西安 710061

关键词：行星滚柱丝杠,啮合激励,有限元,载荷分布

基金：国家自然科学基金资助项目(51875458);陕西省重点研发计划项目(2021ZDLGY10-08);西北工业大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(G2022KY0619)

螺纹副和齿轮副同步啮合是行星滚柱丝杠传动的典型特征。为揭示齿轮副啮合激励以及滚柱绕丝杠轴线公转产生的惯性力导致螺纹副动载荷波动的规律，文中提出了一种考虑惯性力和齿轮副啮合激励的螺纹副动载荷分布计算方法。首先，根据圆柱碰撞理论、能量法和时变弹簧模型分别求解齿轮副啮入激励和时变啮合刚度激励，基于行星滚柱丝杠螺旋曲面方程求解滚柱-丝杠及滚柱-螺母接触侧静态接触力；然后，以滚柱为研究对象进行受力分析，依据螺纹副变形协调条件获得考虑齿轮副啮合激励的螺纹副动载荷分布规律，并与螺纹副动态接触有限元模型的计算结果进行对比，以验证理论模型的正确性；最后，分析惯性力及齿轮副啮合激励对螺纹副动态接触力大小及动载荷分布的影响。结果表明：惯性力导致滚柱-螺母侧的动态接触力大于滚柱-丝杠侧；考虑齿轮副啮合激励时，滚柱-丝杠侧的螺纹接触力随着螺纹数量的增大而减小，而滚柱-螺母侧的螺纹接触力随着螺纹数量的增大而增大；齿轮副啮合激励导致滚柱-丝杠及滚柱-螺母侧的螺纹接触力随着时间的变化发生相同规律的波动。

来源：2023年第11期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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