滚珠丝杠副滚动体陀螺力矩计算及分析.pdfVIP

设计与制造 · 机械研究与应用 · 滚珠丝杠副滚动体陀螺力矩计算及分析 杨 帆 (陕西理工学院，陕西 汉 中 723003) 摘 要：滚珠丝杠副滚动体在 自转的同时还在作绕丝杠轴线的公转运动，滚动体的这种运动产生陀螺效应。笔者根 据陀螺力学相应公式，推导了滚珠丝杠滚动体陀螺力矩的近似计算关系式，通过算例演示了所推导关系式的 使用方法，揭示了滚珠丝杠滚动体在丝杠副启动或停止阶段所产生的陀螺力矩会远大于其稳定工作阶段所 产生的陀螺力矩的事实。 关键词：滚珠丝杠副；陀螺效应；陀螺力矩；计算及分析 中图分类号：THI23 文献标识码：A 文章编号：1007—4414(2011)06—0093—02 Calculationandanalysisofballgyroscopiceffectforballscrew assembly Yang Fan (Shanxiuniversityoftechnology，HanzhongShanxi723003，China) Abstract：Therollingbodyofhall$CroWcanrotateitsownaxialwhenitrotatesaxialofSCI~Whar；suchmotioncancausegY— roscopieeffect．Accordingtoformulafrom mechanicsofgyroscopes，approximatecalculationfomrulaofgyrostaticmomentfor ballscrew isderivated，andtheseformulasaredemonstratedbycalculationexampleinthispaper．Thepaperalsofindoutthat gyrostaticmomentrfom rollingbodyinstartingandstoppingstageismuchgreaterthanitinstablestage． Keywords：ballscrew assembly；gyroscopiceffect；gyrostaticmoment；calculationandanalysis 1 引 言 面，并力图使 自转角速度矢沿最短途径与进动角速度 滚珠丝杠副滚动体运动包含 自旋、滚动、滑动和 矢重合。滚动体的陀螺效应会产生如图1所示的陀 陀螺运动等运动形式。滚动体的自旋、滚动和滑动由 螺力矩Ms，它将作用在滚道上。 于运动形式简单，便于进行分析，有较多文献进行相 关描述 ¨．2J。滚动体的陀螺运动由于运动形式复杂， 相关文献 3【认为在低速运动时由陀螺运动产生的滑 动可以忽略。伴随滚珠丝杠高速化发展趋势，滚珠体 无论 自转还是绕丝杠轴旋转速度都有大幅提高，由滚 动体陀螺运动引起的陀螺效应就不能再被忽视，因此 D l 有必要研究和分析滚珠丝杠滚动体陀螺运动。 图1 滚珠丝杠滚动体的陀螺运动示意图 2 陀螺运动和陀螺效应 2．1 滚珠丝杠滚动体的陀螺运动 根据相关文献[4]，滚珠丝杠启动和停止阶段由 在忽略滚珠丝杠的螺旋升角影响的情况下，滚珠 于滚动体不能匀速转动，因此其陀螺力矩由下式计 丝杠滚动体的运动包含滚珠的瞬时自转和滚动体绕 算： 丝杠轴线的公转，滚动体瞬时自转轴 00与丝杠轴线 = [+(+。) co ]∞。~tOb (I) O0相交，如图1所示。广义上说，