滚珠丝杠副受外载荷作用时滚珠的受力是比较复杂的,但目前在研究滚珠丝杠副滚珠受力时都是简单地按照均载来分析,这与实际的载荷分布情况有较大的偏差。建立一个变形协调条件下的滚珠丝杠副载荷分布的模型,并分析了几何误差对滚珠受载的影响。

介绍了一种精度高、性能稳定、结构简单的二维微动工作台微位移机构的工作原理及其设计;着重分析了为消除机构间隙和工作台爬行,提高定位精度和响应速度所采取的技术措施电致伸缩陶瓷驱动、柔性铰链与杠杆放大一体化结构等.

通过分析渐开线齿轮传动特点,确定造成精密齿轮传动回差的原因是齿轮中心距发生了变化。分析造成传动回差的主要因素和次要因素,推导出可用于计算精密齿轮传动回差的理论公式,通过传动回差实验验证了该理论公式的正确性。

为实现对某型直线舵机性能参数加载测试,设计了一套电动直线负载模拟器。针对系统中存在的多余力矩扰动和非线性因素干扰等问题,对系统输出的影响因素进行了研究。首先结合加载系统结构和工作原理,建立数学模型,得到输出力的传递函数和具体影响因素;然后依次研究系统机械连接刚度、加载电机的输入力、直线舵机的运动形式、机械摩擦和间隙等非线性时变量对系统加载力输出的影响,并采用频域分析和谐波跟踪等方法进行性能评估;最后结合具体实验曲线,对加载力谐波畸变中的死区和平顶现象进行定性分析,为进一步提高电动直线负载模拟器动态特性和信号跟踪准确度提供了理论依据。

针对航天伺服机构用精密滚珠丝杠传动在高速、高承载条件下良好的动态特性的要求,展开对精密滚珠丝杠在高速运动和加载条件下的动力学和热力学等特性的研究,设计出了一种基于磁粉制动器加载的滚珠丝杠副试验台,试验台主要包括：机械结构部分、控制系统、加载系统及数据采集系统。经调试运行,结果表明利用该试验台可以对滚珠丝杠副的传动效率、振动、模态、温升等性能进行测试,为滚珠丝杠副试验台的后续研发设计及滚珠丝杠副综合性能的优化提供了宝贵经验。

由于行星滚柱丝杠啮合接触点偏移现象导致其在装配过程中存在干涉现象。为精确描述行星滚柱丝杠啮合接触状态,利用滚柱、螺母以及丝杆的相对位置关系,通过坐标变换,建立空间啮合坐标系。采用对行星滚柱丝杠螺纹螺旋曲面进行离散,进而对行星滚柱丝杠啮合接触状态进行求解的方法,对螺旋曲面轴向距离进行计算,计算精度远高于0.001mm。通过在Solid Works中建立虚拟装配模型,进行干涉量分析,验证了方法的正确性。在此基础上,提出了通过调整螺纹几何中径的方法以消除行星滚柱丝杠在实际装配过程中的干涉问题,理论分析计算结果与实际加工装配情况一致,验证了方法和分析结果的有效性。

由于行星滚柱丝杠螺纹型面加工制造误差,实际啮合接触状态发生改变,导致行星滚柱丝杠出现侧隙或干涉现象。对此,基于空间啮合原理,利用滚柱、丝杆以及螺母之间的相对位置关系,建立行星滚柱丝杠螺纹螺旋曲面空间啮合坐标系;建立啮合方程,通过数值算法对啮合方程进行求解,精确计算出零侧隙条件下行星滚柱丝杠螺纹几何参数。在此基础上,分析了行星滚柱丝杠螺纹几何中径误差,螺距误差,牙型半角误差,滚柱型面圆弧半径误差对行星滚柱丝杠啮合状态的影响。误差分析结果与实际生产产品效果一致,验证了方法和分析结果的有效性。

齿轮在传动的过程中会因为各种因素产生传动误差进而影响到齿轮传动的工作精度、震动噪声、可靠性以及使用寿命等。在研究由齿轮加工误差、轴偏心和装配间隙三个传动误差主要来源的基础上,综合各单元误差建立了齿轮传动链的传动误差函数。同时对一典型二级齿轮减速器进行了仿真计算,结合频谱分析对其传动误差进行初步的分解与溯源,得出误差占比分布状态和误差主要影响因素,为齿轮减速器产品设计提供了一种误差预测方法并指出制造安装时需主要保证精度的传动环节。

基于刀具基本齿廓,根据齿廓法线法求得柔轮齿廓,再通过包络理论求解出与其共轭的刚轮齿廓。利用Matlab软件的数据处理和绘制图形功能,编程显示出刚柔轮齿廓的参数及形状,并进行新齿形啮合性能的判断,计算出理论啮合弧长及同时啮合的齿对数。对柔轮齿廓上每个点在啮入过程中与刚轮齿廓的侧隙值进行求解,找出最小侧隙值并进行规律分析,验证刚柔轮不发生啮合干涉。分析柔轮变形引起的轮齿偏斜现象,针对此现象引起的刚柔轮啮合问题,采用修改变位系数的方法,在不改变柔轮齿廓参数的条件下,设计刚轮的三维齿廓来避免啮合干涉。

针对传统电磁阀电磁滞后等不足用某型电动伺服阀取代电磁阀以满足姿轨控发动机的高推力、高精度要求。为对其进行半实物仿真测试基于伺服旋转电机加滚珠丝杠设计了电动伺服阀综合性能加载测控系统。硬件采用先进的PXI总线搭建软件采用LabVIEW作为上位机平台具体设计了主程序、实时程序及通信方式;为抑制伺服阀的位置扰动并提高加载精度提出一种前馈位置补偿和力闭环PID控制的方法。实验结果表明:用该系统有效地测试了电动伺服阀承受外载能力及其输出位移精度且满足“双十指标”。