华南理工大学学报(自然科学版)

作者：乔冠, 廖荣, 张校民, 等

单位：1.内蒙古工业大学 内蒙古自治区先进制造技术重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010051；2.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

关键词：循环式行星滚柱丝杠副,模态分析,谐响应分析,疲劳分析,寿命预测

基金：国家自然科学基金资助项目(52265009);内蒙古自然科学基金资助项目(2020BS05003);内蒙古直属高校基本科研业务费专项资金资助项目(JY20220284);内蒙古工业大学科学研究项目(ZZ0201903)

循环式行星滚柱丝杠副作为行星滚柱丝杠副的衍生机构，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。为了研究循环式行星滚柱丝杠副的随机振动疲劳特性，文中基于疲劳失效理论，建立了该传动机构的有限元模型，并进行了动力学分析和疲劳寿命预测。首先，根据材料应力-循环寿命（S-N）曲线和Miner线性疲劳累积损伤理论，利用疲劳分析软件对循环式行星滚柱丝杠副进行疲劳分析，得到了接触区域的疲劳结果云图和各节点的损伤值；然后，基于建立的4种疲劳寿命预测模型，将得到的解析解与仿真损伤值进行对比。结果表明：循环式行星滚柱丝杠副在3 960 Hz下引发的共振对其结构造成的损伤最大；循环式行星滚柱丝杠副在相同激励频率条件下的最大接触应力和最小疲劳寿命的区域相同；循环式行星滚柱丝杠副谐响应分析应力峰值和疲劳分析功率谱密度峰值的对应频率相同。该研究可为循环式行星滚柱丝杠副设计与抗疲劳优化提供理论指导。

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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