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确立约束条件的方法与意义

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据程光仁等[10]的研究,动载荷的约束条件为式中:Kh为寿命系数,KF为载荷系数,KH为硬度系数,这些系数根据工况条件均可以在文献[10]中查表得到;Fa为轴向工作载荷;Ca为额定动载荷,Ca的计算公式为图3拟合解与精确解对比2)静载荷约束。螺旋升角一般取值为2°~7°,其约束方程为6)滚珠直径约束。7)公称直径约束。

确立约束条件的方法与意义

为了使设计的滚珠丝杠副满足工程需要,必须根据工况条件对设计变量进行约束,使其满足一定的强度、寿命、稳定性和效率的要求。

1)动载荷约束。

根据程光仁等[10]的研究,动载荷的约束条件为

式中:Kh为寿命系数,KF为载荷系数,KH为硬度系数,这些系数根据工况条件均可以在文献[10]中查表得到;Fa为轴向工作载荷;Ca为额定动载荷,Ca的计算公式为

图3 拟合解与精确解对比

2)静载荷约束。

额定静载荷是使滚珠与滚道承受最大接触应力处产生不大于万分之一滚珠直径的永久变形量的情况下,所允许的最大静载荷。滚珠丝杠副的静载荷约束为

式中:KF为载荷系数,KH′为硬度系数,这些系数根据工况条件均可以在文献[10]中查表得到;Fa为轴向工作载荷;Coa为额定静载荷,其计算公式为

3)稳定性约束。

丝杠为细长杆,在外载荷作用下可能丧失稳定性,因此要对其压杆稳定性进行计算,计算公式为

式中:n 为许用稳定安全系数,m 为支承系数,L 为支承距离,根据文献[10]查表获得。(www.xing528.com)

4)效率约束。

高效率是滚珠丝杠副的一大特点,因此在设计时要对其效率进行一定的约束,这里约束其效率大于97%,约束方程为

式中:ρ 为摩擦角,一般取tanρ=0.003。

5)螺旋升角约束。

螺旋升角一般取值为2°~7°,其约束方程为

6)滚珠直径约束。

7)公称直径约束。

考虑到机构的尺寸不宜过大,对其公称直径进行约束:

8)导程约束。

至此,以传动精度为侧重点的优化数学模型可表示为

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