不同承載階段行星滾柱絲杠副的變形研究*

劉子博，鄧 攀，祖 莉，王 凱，黃鴻坤，黃強強

(1.南京理工大學(xué)機械工程學(xué)院，南京 210094;2.上海船舶設(shè)備研究所，上海 200031)

0 引言

行星滾柱絲杠副是一種可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動與直線運動之間相互轉(zhuǎn)化的高精密傳動機構(gòu)，具有運動精度高、承載能力強、運行速度高等性能特點，目前可廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工火炮等極端惡劣的工作環(huán)境下，如空間太陽能電池板的展開控制系統(tǒng)，這就要求行星滾柱絲杠副在短時間內(nèi)承受數(shù)倍于額定靜載荷的壓力下正常運行。因此，對行星滾柱絲杠副承受重載和高過載能力的研究急需深入。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對行星滾柱絲杠副的承載特性開展了深入研究。ZHANG等[1]基于螺距變動量對載荷分布進行理論建模，并通過試驗驗證了模型的正確性；鄭正鼎等[2]比較系統(tǒng)地得出了相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)對行星滾柱絲杠副載荷分布的影響規(guī)律；張文杰等[4]基于螺紋牙閉環(huán)內(nèi)變形協(xié)調(diào)條件，建立了載荷分布矩陣方程，并研究各類誤差對載荷分布的影響；ABEVI、JONES等[3,5]分別采用非線性模型法、直接剛度法建立行星滾柱絲杠副軸向剛度模型，并計算其軸向靜剛度。綜上所述，行星滾柱絲杠副輕載彈性階段的相關(guān)研究已經(jīng)較為成熟，但仍缺少基于螺紋牙受載不均對軸向剛度分析方面的研究。此外，針對行星滾柱絲杠副塑性階段的研究較為缺乏，且無行星滾柱絲杠副承載能力的界定分析。

本文基于螺紋牙受載不均現(xiàn)象建立行星滾柱絲杠副軸向剛度模型，引入加工精度系數(shù)推導(dǎo)出額定靜載荷公式，并采用有限元法對行星滾柱絲杠進行仿真建模，分析在額定靜載荷和高過載工況下塑性變形情況；……