1.3.3滚珠丝杠副的维护 6

1.4本文的主要研究内容 8

第2章  滚珠丝杠刚度矩阵法建模 9

2.1滚珠丝杠结合面建模方法研究现状 9

2.2 求解丝杠螺母结合面刚度矩阵的指导思想 9

2.3 丝杠螺母结合面刚度矩阵求解方法 11

2.3.1滚珠两接触点处位移与受力归一化 12

2.3.2位移和受力在滚珠接触点与丝杠螺母节点之间转换的归一化 16

2.3.3单个滚珠对应的丝杠螺母结合面刚度矩阵求解 19

2.3.4丝杠螺母结合面总刚度矩阵的求解 22

2.4 本章小结 25

第3章  滚珠丝杠有限元模型的建立 26

3.1有限元分析的基本原理 26

3.2 ANSYS软件简介 30

3.3利用ANSYS建立滚珠丝杠模型 31

3.3.1 ANSYS建模步骤 31

3.3.2建立滚珠丝杠模型 32

3.4滚珠丝杠有限元固有频率仿真 34

3.5本章小结 35

第4章  滚珠丝杠副模态测试 36

4.1 模态测试理论 36

4.2 滚珠丝杠副模态测试原理 40

4.3 滚珠丝杠副模态测试结果与有限元仿真结果对比 40

4.4 本章小结 43

结   论 44

致   谢 45

参 考 文 献 46

附录 48 

第一章 绪论

1.1 引言

众所周知，机床乃至各类机械，为了满足各种功能，性能和加工要求以及运输上的方便，一般都不是一个连续的整体，而是由各种零件按照一定的具体要求组合起来的。称零件、组件、部件之间互相接触的表面为“机械结合面”，简称“结合面”，或称“接触面”。

从运动方式来看，结合面可分为三类，即固定结合面、半固定结合面和运动结合面。固定结合面是最为普遍的一种结合面，它主要起固定联接和支承的作用，如螺栓结合面、铆钉结合面等。运动结合面是指相互联接的两个零部件之间，在工作状态时存在宏观相对运动的结合面，如滑动导轨结合面、丝杠结合面等。而半固定结合面则是指工作时，有时固定有时又会出现相对运动的结合面，如摩擦离合器的联接与接触等。

运动结合面中最普遍的是滑动导轨和滚动导轨的联接面、轴承的联接面、丝杠与螺母或其他产生直线位移与角位移的运动机构的联接面，齿轮轮齿的啮合面等等也都属于运动结合面。

由于结合面在机械结构中的大量存在，从而使机械结构或系统不再具有连续性，进而导致了问题的复杂性。结合面存在着接触刚度和接触阻尼，因此从力学的角度分析结合面问题，可以说它和机械结构的静特性、振动与振动控制及其动态特性都存在着十分密切的关系。因此，结合面动态特性的研究无论是从理论上还是从实际应用上都具有十分重要的意义。也正是由于此，各国学者对结合面静、动态特性的研究给予了极大的关注和重视，并进行了大量的研究工作。