[发明专利]一种考虑摩擦的行星滚柱丝杠副接触特性计算方法

摘要

本发明公开了一种考虑摩擦的行星滚柱丝杠副接触特性计算方法，涉及行星滚柱丝杠传动技术领域，主要解决现有的模型无法对真实的螺纹曲面啮合状态进行准确描述和表征，且无法在法向接触力和切向摩擦力的耦合作用下，进行接触椭圆弹性位移和接触应力大小的问题，其实现步骤是：根据螺纹曲面的啮合方程求解接触半径和接触偏角，确定接触点的位置；然后计算出丝杠与滚柱在接触点的相对速度以及滚柱与螺母在接触点的相对速度；最后根据接触椭圆内的法向载荷分布和切向载荷分布计算得到接触面内的位移量和应力分量。本发明克服了传统计算模型中的缺陷，不但可以准确描述PRSM接触模型螺纹曲面的啮合状态，而且可准确计算接触椭圆的弹性位移和应力大小。

主权项

1.一种考虑摩擦的行星滚柱丝杠副接触特性计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建立丝杠接触坐标系o_Sc‑x_Scy_Scz_Sc和丝杠固定坐标系o_S‑x_Sy_Sz_S之间的转换关系；S2：建立滚柱在丝杠侧的接触坐标系o_Rsc‑x_Rscy_Rscz_Rsc和滚柱固定坐标系o_R‑x_Ry_Rz_R之间的转换关系，建立滚柱在螺母侧的接触坐标系o_Rnc‑x_Rncy_Rncz_Rnc和滚柱固定坐标系o_R‑x_Ry_Rz_R之间的转换关系；S3：建立螺母接触坐标系o_Nc‑x_Ncy_Ncz_Nc和螺母固定坐标系o_N‑x_Ny_Nz_N之间的转换关系；S4：根据丝杠和滚柱接触的平面投影图，得到丝杠和滚柱啮合面上接触点的位置关系，根据连续相切接触条件，确定丝杠和滚柱接触点的位置；S5：根据滚柱和螺母接触的平面投影图，得到滚柱和螺母啮合面上接触点的位置关系，根据连续相切接触条件，确定滚柱和螺母接触点的位置；S6：通过计算丝杠在接触点的速度和滚柱在丝杠侧接触点的速度，从而得出在丝杠接触坐标系o_Sc‑x_Scy_Scz_Sc中，丝杠与滚柱在接触点处的相对速度；S7：通过计算螺母在接触点的速度和滚柱在螺母侧接触点的速度，从而得到在螺母接触坐标系o_Nc‑x_Ncy_Ncz_Nc中，螺母与滚柱在接触点处的相对速度；S8：建立椭圆坐标系o_SR‑x_SRy_SRz_SR和丝杠接触坐标系o_SC‑x_SCy_SCz_SC之间的转化关系，计算得到丝杠和滚柱的相对速度，并最终计算得出总的切向摩擦力T_SR分别沿x_SR轴、y_SR轴的切向摩擦力，以及在法向载荷和切向载荷共同作用下，在接触面内的位移量和应力分量；S9：建立椭圆坐标系o_RN‑x_RNy_RNz_RN和螺母接触坐标系o_NC‑x_NCy_NCz_NC之间的转化关系，计算得到滚柱和螺母的相对速度，并最终计算得出总的切向摩擦力T_RN沿x_RN轴、y_RN轴的切向摩擦力，以及在法向载荷和切向载荷共同作用下，在接触面内的位移量和应力分量。