考虑齿轮副啮合激励的滚柱螺纹动载荷分布

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。