滚珠丝杠副摩擦力矩影响因素的分析

滚珠丝杠副是数控设备中的一个重要元件,其摩擦力矩特性直接影响设备的动态性能.本文应用力学分析及几何分析的方法,建立了摩擦力矩的理论模型,分析了丝杠及螺母的螺纹半径误差、导程误差及滚道的形状误差等制造误差以及滚珠进出反向器时的冲击等因素对摩擦力矩的影响.     

滚珠丝杠副摩擦力矩影响因素的分析

滚珠丝杠副是数控设备中的一个重要元件，其摩擦力矩特性直接影响设备的动态性能．本应用力学分析及几何分析的方法，建立了摩擦力矩的理论模型，分析了丝杠及螺母的螺纹半径误差、导程误差及滚道的形状误差等制造误差以及滚珠进出反向器时的冲击等因素对摩擦力矩的影响。     

测量线性工作台滚转角误差的多探头法

针对线性工作台运动过程中的滚转角误差,提出一种多探头测量方法．与传统的用2个位移传感器和1个具有高平面度的感应物测量滚转角误差的方法相比,所提出的方法利用4个位移传感器,无需高平面度的感应物,更容易实现测量．分析了各项几何误差对传感器读数的影响,利用顺序两点法采集传感器信号．根据传感器融合技术,得到滚转角误差的差分表达式;对测量系统进行了灵敏度和仿真分析．仿真和实验结果表明了该测量方法的可行性．     

基于蒙特卡洛方法的滚珠丝杠副运动可靠性分析

对滚珠丝杠副的可靠性分析有利于提高机床的传动精度.用赫兹空间接触理论对滚珠丝杠副的接触变形进行分析,得到了滚珠丝杠副的接触变形量函数.在无法预先确定变形量函数分布类型的条件下,用蒙特卡洛数字仿真方法,实现了滚珠丝杠副运动可靠性分析.用MATLAB生成随机数,并对各参数进行随机抽样,得到滚珠丝杠副的运动误差和运动可靠度值,并得到丝杠各加工尺寸参数精度等级与可靠度的关系曲线.对加工工艺与尺寸误差等因素对滚珠丝杠副运动可靠性的影响作出评价.     

仿型测量数据的预处理

对仿型复杂的物体进行数控加工,可通过测量系统对物体几何形状进行仿型测量从而完成几何形状的数字化,测量后得到的数据往往有各种各样的误差,此类数字化数据的预处理是提高最终加工精度和成品质量的重要手段。以封闭曲面实物模型为对象,采用弦高差方法对数据异常点进行剔除,提出了一种改进的减测量头半径算法用于离散数据的处理,将奇异值分解降噪方法应用到测量数据的平滑处理,并提出了一种有效的基于曲率的特征点提取和离散数据简化方法,仿真结果证明,该方法对处理测量数据有很好的效果,有效地降低了数据噪声和曲线拐点处的轨迹误差。     

一种基于图像处理的测量人眼屈光度的方法

针对验光仪在测量人眼屈光度时,特别是在测量高度近视或远视患者时,出现视网膜图像边缘模糊的问题,提出了一种针对模糊图像轮廓提取的方法,从而实现对视网膜图像几何参数的精准测量.该方法通过视网膜区域测量系统对反射环形图像进行采集,利用高斯曲线拟合的方法将环形图像与背景图像分离,求得亚像素边缘点的坐标,并运用曲率滤波方法对边缘点中的噪声点进行检测和剔除,进而由最小二乘法拟合椭圆轨迹,求出视网膜图像的几何参数,从而计算得到人眼屈光度.用此方法对中国计量院标准模拟眼进行测量,测量结果表明,其定位精度和抑制噪声能力可有效提高眼睛屈光度的测量精度.     

滚珠丝杠螺母副载荷分布的计算方法

依据滚珠丝杠螺母副工作过程的变形机制，提出了滚珠与滚道接触载荷仅引起滚道螺旋面整体轴向位置变化的假设，进而推导出滚珠与滚道接触点对应中心的轴向变化关系；依据赫兹接触理论和滚珠与滚道局部接触变形的几何关系，建立了滚珠与滚道接触力的数值计算模型.利用所提出的模型、有限元模型和现有文献模型对二维平面接触问题进行了计算，通过计算结果的对比验证了本文计算方法的准确性和适用性.以某滚珠丝杠螺母副为例，利用数值计算模型进行了计算，分析了滚珠与滚道之间的接触力和接触角随轴向载荷的变化规律.     

板料成形回弹三维光学测量技术研究

为解决板料成形回弹预测困难、CAE模拟软件精度不高、回弹量难于精确测量,以及实际误差无法全面估计等问题,提出了一种非接触式三维光学测量板料回弹的方法.该方法由近景摄影测量系统和面扫描系统组成,摄影测量系统可以计算出工件表面粘贴的编码点和非编码点,导出全局标志点.面扫描系统利用全局标志点,扫描时可以实现每幅点云的自动拼接,精确采集物体表面的三维数据,经反求获得工件数模.与模具型腔三维CAD数模相比,该方法能精确获得钣金件与模、具各点的差值,并作为零件的回弹量,为修模时的几何补偿提供参考依据.以汽车车门为例,结合实验数据,证明了该方法具有较高的测量精度,可以比较方便地测量板金件的回弹量.     

一种显著误差检测方法在动态数据校正中的应用

在工业过程中,采集和记录的生产数据通常用于过程的控制和在线优化等,因此保证数据的可靠性和准确度具有非常重要的意义。但是在实际情况中,测量数据不可避免地受到误差的影响,而且在生产过程中经常会出现仪表失灵、管道泄漏等现象导致测量数据中出现显著误差,进而导致测量结果严重失实。数据校正是保证工业过程数据准确可靠的主要技术手段。传统的动态数据校正通常采用卡尔曼滤波方法,但当测量数据存在显著误差时,其得到的协调值的可信度较低。为了解决动态数据校正过程中得到的测量数据存在显著误差,导致协调值失实的问题,本文在传统卡尔曼滤波方法的基础上,提出了基于动态贝叶斯模型检测方法进行显著误差的实时侦破。该方法主要通过测量值的滤波,对已经滤波的测量值进行标准化处理,利用扩展贝叶斯网络建立概率分布模型以实现显著误差的检测。根据存在显著误差和正常情况下出现的测量值条件概率大小,判断测量值是否存在显著误差,并根据侦破结果对测量协方差矩阵及卡尔曼增益等参数进行更新,以提高协调值的精度。通过实例仿真对比验证了基于动态贝叶斯的检测方法可以有效地侦破显著误差,并且可以通过参数实时调整提高了存在显著误差时协调值的精度。     

数控机床几何误差源的快速辨识方法

针对数控机床几何误差源的辨识问题,研究了基于球杆仪测量信息的机床几何误差源快速辨识方法.采用多项式模型描述机床几何误差源,建立了几何误差源与球杆仪杆长误差之间的线性映射模型.提出一种球杆仪空间误差检测轨迹,该测量轨迹使得球杆仪仅需一次安装即可实现大范围的空间测量.基于该轨迹上的误差测量数据,利用岭回归方法辨识出机床几何误差源全集.仿真与实验结果均验证了所提辨识方法的准确性与有效性,基于激光干涉仪测量方法的验证实验表明,球杆仪辨识结果与激光干涉仪测量结果的偏差在2.3,μm以下.     

加入隔离球的滚动螺旋传动效率分析

滚动螺旋传动的工作原理是在螺杆和螺母的螺纹滚道间置有钢球，当螺母或螺杆转动时，钢球沿螺纹滚道滚动，产生滚动摩擦（伴有滑动摩擦）．通常钢球尺寸相同，但如果采用一些尺寸稍小的钢滚──隔离球，从而既保证了传动精度又减少滑动摩擦，在足够的予紧条件下不使效率下降．     

数控机床进给系统热误差自适应解析模型

提出了基于丝杠热源表面检测温度的滚珠丝杠热误差预测解析模型.首先,基于变量分离法推导出丝杠轴一维热传导方程的解析解.然后,将两个轴承视为固定热源,将螺母简化为连续分布的多个可移动热源,给出了各热源激励起丝杠温度分布的解析表达式,进而依据叠加原理得出了多热源作用下丝杠轴温度的预测方程.依据各热源表面测点和中心温度的有限元计算结果,确定了其温度差随进给速度和时间变化函数曲线的拟合参数,进而提出了丝杠热误差预测的解析模型.最后通过试验验证了预测模型的有效性.     

光杠—滚珠轴承传动原理分析

本文根据螺旋传动的一般规律和滚珠丝杠传动机构的运动机理,详细地分析了光杠一滚珠轴承这一特殊形式的传动机构是如何象螺旋传动一样将光杠的旋转运动转变为轴承螺母的直线运动这一传动原理,而且对所述机构的内部结构的正误性作了剖析。     

精密丝杠副中滚珠冲击及其影响因素研究

以预紧力引起的弹性变形和丝杠运动时滚珠的动能推导滚珠碰撞能量公式,提出以滚珠能量进行丝杠滚珠的冲击分析,研究了滚珠丝杠副滚珠冲击参数及影响因素．实验测试表明：丝杠低速时,滚珠的弹性势能对冲击响应起主要作用,滚珠的加速度冲击响应与丝杠转速成相反趋势,预紧力的大小对丝杠的冲击响应有较大影响．     

滚珠丝杠传动的优化设计

用优化设计方法进行滚珠丝杠传动的设计，对设计的目标函数及约束条件进行了分析讨论。针对新设计及选用标准产品两种情况，提出了为达到最高传动效率的优化设计方法及计算程序框图，结果表明，该方法及计算程序不仅改变了过去设计只靠结构分析方法，而且可提高设计质量，缩短设计周期。     

滚珠丝杠副动态测量仪中测量台系统的运动学设计

本文在剖析传统的滚珠丝杠副测量方法不足的基础上，提出了将测量台驱动运动、测量运动和螺母支承相分离以满足运动学设计要求的仪器方案．经实际应用证实了这种方案在提高检测精度和测量重复性方面的有效性，解决了１级精度（ＪＢ３１６２．２－９１）长滚珠丝杠副的检测难题．     

高速滚珠丝杠副动态特性分析

以赫兹接触理论和沟道控制理论为基础,同时考虑自身离心力以及陀螺力矩作用的影响,建立轴向载荷作用下的高速滚珠丝杠副动力学模型.采用数值分析方法计算不同运行工况对滚珠丝杠副力学特性的影响,得到了接触角、弹性变形等的变化规律.分析结果表明,转速和轴向载荷等工况对高速时滚珠丝杠副的动态特性影响较大,高速时滚珠丝杆副的动态特性较...     

滚珠丝杠进给传动机构预紧力的确定及轴向刚度的计算

本文阐述了滚珠丝杠螺母间的预紧力及滚珠丝杠轴向预加负载的合理确定,并根据决定滚珠丝杠进给传动装置轴向变形的主要因素,利用串联零件综合刚度的计算方法和弹性理论,给出了滚珠丝杠进给传动装置的轴向刚度计算公式.     

滚珠丝杠副接触变形影响因素分析

从滚珠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.采用ANSYS有限元模型对上述接触变形计算结果进行验证.结果验证了理论模型的正确性,表明适当增大接触角、螺旋升角可以有效改善滚珠丝杆副传动性能.     

基于流形距离的滚珠丝杠副性能评估

滚珠丝杠副的正常运行对于保持数控机床稳定性和加工性能具有重要意义。因此，滚珠丝杠副的性能衰退过程评估在健康管理工作中显得尤为必要。考虑到滚珠丝杠副运动的往复性，振动信号的非平稳性和非线性，常规特征提取方法难以直接提取其准确特征。研究了利用数据分段，模糊熵、典型时域特征流形距离进行滚珠丝杠副健康评估的方法。首先，针对原始振动信号进行数据分段处理，区分出滚珠丝杠副滑块正反向运行数据。其次，对分段后同一方向数据提取原始信号的模糊熵和典型时域特征进行多特征融合，构建特征空间。然后，将提取特征归一化计算正常数据与样本数据的流形距离。最后，将流形距离转换成置信值，从而得到滚珠丝杠副的健康程度。试验结果表明，所采用评估方法能够有效评估滚珠丝杠副的性能，为其视情维修提供依据。