高速重载行星滚柱丝杠滑滚界面摩擦行为与抗磨损研究
51805109
220000.0
哈尔滨工业大学
CN-NSFC
2019-01
中文
青年科学基金项目
解志杰
2021-12
行星滚柱丝杠具有高功率密度的特点,在高端装备中已逐步取代滚珠丝杠,成为直线伺服系统的首选零部件。与相同丝杆直径的滚珠丝杠相比承载能力提高6倍,螺母直线速度可达2m/s、加速度达3g。在高速、重载和高加速循环启停苛刻工况下,行星滚柱丝杠螺纹接触界面难以保持全膜流体润滑状态,极易发生磨损,影响其动态性能的稳定性和精度寿命。本项目建立考虑螺纹接触界面蠕滑效应的动力学模型,获得螺纹滑滚界面接触摩擦行为与摩擦力矩、传动效率和刚度的关联规律;研究高加速换向启停过程中行星滚柱丝杠动力学特性与界面润滑状态耦合作用机理,揭示螺纹接触界面磨损发展和动态性能退化的演变规律;提出基于均载优化、硬度匹配和螺纹副间隙控制的行星滚柱丝杠综合优化设计方法,抑制螺纹接触界面磨损对其动态性能退化的影响。为发展高刚度、低摩擦和高可靠性的行星滚柱丝杠和性能评价体系提供技术支持,具有重要的理论意义和应用价值。