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第一章 精密滚珠丝杠副综述1

第一节 绪论1

一、传动精度高2

二、传动效率高2

三、传动的可逆性3

四、同步性能好3

五、使用寿命长3

第二节 国外滚珠丝杠副性能研究现状3

第三节 国内滚珠丝杠副性能研究现状5

第四节 改善高速滚珠丝杠副性能技术措施7

一、高速低噪声的轴向返回结构创新设计技术7

二、滚珠丝杠副冷却结构设计技术9

三、滚珠循环返向装置9

四、制造精度和定位精度10

五、螺母主传动技术10

六、减振降噪、自润密封技术11

七、摩擦磨损机理分析技术11

八、原材料及热处理制造技术12

九、高速、重载、精密滚珠丝杠副优化设计12

十、加工工艺技术13

参考文献14

第二章 滚珠丝杠行程误差测量方法与技术15

第一节 绪论15

一、丝杠行程误差测量方法15

二、丝杠行程误差动态测量原理17

第二节 丝杠行程误差测量系统19

一、基于双频激光丝杠行程误差测量系统19

二、基于长圆光栅丝杠行程误差测量系统27

三、测量系统主轴控制系统28

第三节 测控软件系统设计30

一、系统要求30

二、流程设计31

三、控制功能32

四、测量软件32

第四节 行程误差补偿34

一、温度对丝杠加工影响34

二、丝杠温升计算模型34

三、工件温升和热变形关系35

四、工件温升和热变形的简化计算36

五、温度变化引起丝杠热膨胀误差补偿41

六、长光栅栅线绝对位置误差分割补偿42

七、其他补偿问题42

第五节 丝杠导程综合精度标准的分析及误差优化算法43

一、丝杠副验收标准分析43

二、实际平均行程偏差求取方法43

三、丝杠误差分量求取优化算法44

第六节 丝杠动态测量仪检定规程与测量数据47

一、技术要求48

二、仪器外观要求48

三、检定条件49

四、检定项目49

五、测量仪的几何精度检定方法50

六、测量仪测量精度检验53

七、检定结果处理和检定周期54

八、测量数据及测量结果统计分析54

第七节 小结57

参考文献58

第三章 丝杠滚道型面误差测量方法与技术59

第一节 概述59

一、引言59

二、滚珠丝杠滚道型面主要几何参数60

三、滚珠丝杠滚道型面误差测量国内外研究现状61

第二节 测量系统总体设计65

一、设计要求与性能参数指标65

二、测量系统检测方案66

三、系统总体构成66

四、系统硬件配置68

第三节 测量仪机械系统设计69

一、概述69

二、主轴箱设计71

三、测量架和工作台设计80

四、尾架设计87

五、导轨设计93

六、床身设计95

第四节 电动机控制模块设计97

一、电动机控制要求97

二、电动机选型98

三、电动机控制模块设计100

第五节 滚道型面采集模块设计102

一、滚珠丝杠滚道型面测量方式选择102

二、传感器选型102

三、采集模块组成与数据采集传输存储105

第六节 算法设计与数据分析106

一、轮廓曲线数据构成与数据划分107

二、螺纹滚道数据分析与误差计算108

第七节 试验数据与算法验证115

一、试验对象115

二、算法处理步骤115

三、结果比较117

第八节 系统软件设计118

一、参数设置模块120

二、动态测量模块120

三、数据分析处理模块121

四、数据维护121

五、系统功能测试123

第九节 小结123

参考文献124

第四章 高速滚珠丝杠综合性能动态测试方法与技术127

第一节 绪论127

第二节 系统构成129

一、丝杠运行平台129

二、测试系统构成131

三、测试系统框架131

四、传感器安装132

五、软件功能134

第三节 测试系统平台与模块设计135

一、数据采集结构135

二、参数测量模块设计135

三、电动机控制模块设计145

四、数据分析模块设计148

五、报表查询156

六、测试平台框架设计158

第四节 性能参数测量与分析162

一、温度测量与温位移测量分析163

二、加速度测量分析165

三、噪声测量分析167

四、定位精度测量分析169

第五节 电磁干扰分析171

一、电磁干扰产生原因171

二、电磁干扰信号的传播方式171

三、抗电磁干扰的措施171

第六节 小结173

参考文献174

第五章 滚珠丝杠副摩擦力矩测量方法与技术175

第一节 滚珠丝杠副摩擦力矩测量意义及研究状况175

一、滚珠丝杠副摩擦力矩测量意义175

二、滚珠丝杠副摩擦力矩测量的研究现状175

第二节 摩擦磨损机理176

一、滚珠与丝杠螺母的接触特性176

二、滚珠丝杠副摩擦力矩产生机理180

三、摩擦力矩分析模型186

四、滚珠丝杠副弹流润滑分析189

第三节 滚珠丝杠副摩擦力矩测量系统设计193

一、系统总体构成193

二、硬件系统选型196

三、测控系统测量原理204

四、系统软件设计206

五、系统抗干扰设计208

六、数据处理和信号分析212

七、软件操作界面和功能224

参考文献229

第六章 滚珠丝杠副预紧力测量方法与技术231

第一节 概述231

第二节 双螺母滚珠丝杠副预紧232

一、双螺母预紧结构分类232

二、预紧力对使用性能的影响及其范围的确定234

三、制造误差对预紧力的影响237

四、预紧力与空载预紧力矩的关系242

第三节 双螺母滚珠丝杠副预紧力测试系统243

一、测试系统要求243

二、双螺母滚珠丝杠副预紧力间接测量法244

三、双螺母滚珠丝杠副预紧力直接测量法245

第四节 PVF2预紧力传感器设计246

一、PVF2结构及特性246

二、PVF2的特性247

三、PVF2敏感元件设计248

四、电路250

第五节 PVF2预紧力传感器性能试验255

一、线性误差测量256

二、滞后性误差测量257

三、重复性误差测量258

四、灵敏度测量及其误差计算259

五、泄放试验261

六、模拟加载试验262

第六节 双螺母滚珠丝杠副预紧力测量266

一、双螺母滚珠丝杠副预紧力的直接测量266

二、Mfo-Fp试验267

第七节 小结269

参考文献270

第七章 滚珠丝杠副使用寿命检测与可靠性试验271

第一节 概述271

第二节 滚珠丝杠副使用寿命与可靠性272

一、滚珠丝杠副的使用寿命272

二、使用寿命检测与可靠性试验273

第三节 滚珠丝杠副可靠性试验方法275

一、滚珠丝杠副可靠性试验基础275

二、滚珠丝杠副可靠性工程试验276

三、滚珠丝杠副可靠性测定试验282

四、滚珠丝杠副可靠性验证试验285

第四节 滚珠丝杠副可靠性评估289

一、可靠性评估基本方法289

二、滚珠丝杠副可靠性评估291

三、滚珠丝杠副系统可靠性分析296

第五节 滚珠丝杠副可靠性设计与优化299

一、滚珠丝杠副结构特点与设计要求299

二、滚珠丝杠副可靠性设计与优化299

三、可靠性管理技术301

第六节 小结302

参考文献302