[發明專利]一種雙螺母行星滾柱絲杠預緊零件設計方法

有效

• 申請號: 202110897359.3
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113609616B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 付曉軍;劉更;王海偉;李欣
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F17/16;F16H25/22;G06F119/14
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 姬莉

1.一種雙螺母行星滾柱絲杠預緊零件設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將雙螺母行星滾柱絲杠結構離散為彈簧系統；

S2：給定雙螺母初始預緊力；

S3：計算僅受預緊力時，兩個螺母的彈性位移；

S4：給定預緊零件材料類型和幾何尺寸，并計算其剛度；

S5：計算預緊用螺栓組受力；

S6：給定預緊用螺栓規格和數量；

S7：校核預緊用螺旋組是否滿足強度要求，若不滿足強度要求則可跳轉到步驟S2,分別修改雙螺母初始預緊力、預緊零件材料和尺寸或預緊螺栓規格和數量，然后重新計算直至滿足強度要求；

S8：計算在外載荷作用下，兩個螺母所受到的實際預緊力；

S9：判斷螺母所受最小預緊力是否大于許用值，若螺母所受最小預緊力小于許用值，修改雙螺母初始預緊力后，跳轉到步驟S3，直至螺母所受最小預緊力大于許用值；

S10：輸出雙螺母初始預緊力、預緊零件材料、預緊零件尺寸、預緊用螺栓組規格和數量。

2.根據權利要求1所述的一種雙螺母行星滾柱絲杠預緊零件設計方法，其特征在于，將雙螺母行星滾柱絲杠結構離散為彈簧系統的方法，包括以下步驟：

S11：用彈簧單元模擬各螺母、滾柱和絲杠的軸段變形，接觸單元用于模擬滾柱和絲杠以及滾柱和各螺母、各個螺紋牙之間的接觸變形，彈簧單元與接觸單元通過剛體單元相連接，各個單元的端部均設置有節點；

S12：按下式(1)——(6)計算相關彈簧系統的相關參數，

n_CE＝4n_T (1)

n_NAE＝n_NBE＝n_T-1 (2)

n_RE＝4n_T-2 (3)

n_SE＝2n_T+1 (4)

n_element＝8n_T-3 (5)

n_node＝8n_T+2 (6)

其中，

n_T——滾柱的螺紋牙的數量；

n_CE——接觸單元的數量；

n_NAE——螺母A中彈簧單元的數量；

n_NBE——螺母B中彈簧單元的數量；

n_RE——滾柱彈簧單元的數量；

n_SE——絲杠彈簧單元的數量；

n_element——系統彈簧單元的總數；

n_node——系統節點的總數；

S13：依據彈簧系統的變形協調條件，建立單元變形向量δ和節點彈性位移向量u的關系式如下式(7)，

δ＝A·u (7)

其中，

矩陣C_NRA、C_NRB、C_SRA和C_SRB中的非零元素分別為：

C_NRA(m,m)＝1 (14)

C_NRA(m,2(n_NAE+1)+n_SE+1+2m)＝-1 (15)

C_NRB(m,m+n_NAE+1)＝-1 (16)

C_SRA(m,m+2(n_NAE+1)+1)＝-1 (18)

C_SRA(m,2(n_NAE+1)+n_SE+1+2m-1)＝1 (19)

式中：

A——系統伴隨矩陣；

m——m＝1,2,…,n_T，滾柱上的螺紋牙編號。