ADAMS滚动直线导轨副动力学仿真研究(2)
国内外学者应用试验测试法对直线导轨动态特性进行了大量的研究，主要有：美国的JASPREET S．DHUPIA等[1]通过结合赫兹理论计算、静刚度实验、动态试验识别得了导轨的非线性特性参数；日本的高本昭、鹤和夫等[2]对滚动导轨进行了激振试验，讨论了速度变化、激振力变化时各种导轨的响应的变化；东南大学的郑佳明、张建润等人[3-5]提出单自由度分量分析法对机床直线滚动导轨进行模态测试分析，测试中分别对导轨进行垂直方向和水平方向的激励，获取传递函数，获得单自由度模态，识别得导轨水平和垂直两个方向各自的刚度和阻尼比；华中科技大学的周传宏、孙建利等[6]通过滚动直线导轨的动态试验，对预加载荷对滚动直线导轨动态特性的影响进行了研究，分析了滑块数目、跨距和阻尼对工作台系统的共振频率的影响。
1．1课题概述
与国外同类功能部件产品相比，国产功能部件在技术指标细化和性能选型上面均有一定的差距。为此，国家重大专项《数控机床功能部件优化设计选型工具开发及应用》将从用户角度出发，完成滚动直线导轨副等功能部件产品设计选型理论和方法的研究。本论文研究课题即为此国家重大专项下属子课题。
1．2 滚动直线导轨副简介
1.2.1滚动直线导轨副一般结构
随着现代科学技术的发展，对于高速、高精、高定位的机床设备的需求和要求将越来越高。滚动直线导轨副以其独有的特性，在工业生产中得到了广泛的应用，逐渐取代了传统的滑动直线导轨。
滚动直线导轨副一般由反向器、滚动体、导轨、滑块和保持器等组成，它是一种新型循环工作来实现滑块及其上的负载的移动的传动机构。通过滚珠或滚柱的滚动，来代替直接接触的滑动。借助于反向端盖，滚动体能在滚道、滑块内往返循环运动。其结构上的特点，在和滑动导轨副比较的时候，就决定了它具有更优异的特性和更加具有优势的使用性。
1.2.2滚动直线导轨副的性能特点
1、定位精度较高
滚动直线导轨的运动借助钢球滚动实现，导轨副摩擦阻力小，动静摩擦阻力差值小，低速时不易产生爬行。重复定位精度高，适合作频繁启动或换向的运动部件。可将机床定位精度设定到超微米级。同时根据需要，适当增加预载荷，确保钢球不发生滑动，实现平稳运动，减小了运动的冲击和振动。
2、磨损较小
对于滚动接触而言，其滚动面的摩擦损耗比滑动摩擦来的小很多，因而能使滚动直线导轨副在较长的时间内都能够保证高精度运行状态。而另一方面，滑动摩擦相对于滚动摩擦，其对滚珠和导轨造成的磨损变形要更加的大，对整个机构的运行精度也会造成一定的影响。
3、大幅降低驱动功率且适应高速运动
由于摩擦阻力小，采用滚动直线导轨的机床，使驱动扭矩大大降低，使机床所需功耗降低80%，可使所需的动力传递机构及动力源小型化，节能。可实现机床的高速运动，机床的工作效率可提高 20-30%。
4、承载能力较强
滚动直线导轨副具有很好的载荷适应性。滚动直线导轨副具有较好的承载性能，可承受不同方向的力和力矩，以及摆动力矩、摇动力矩和颠簸力矩等。
5、组装容易并具互换性
滚动导轨具有互换性，只需要更换导轨或滑块或整个滚动导轨副，机床即可恢复高精度。
1．3滚动直线导轨副的发展现状
1．4 本文主要研究内容
本文主的要研究内容为通过Pro/E软件的三文建模功能来完成对所选择的某厂商的45型导轨的实体造型。所使用的建模数据是又厂商提供的完整参数尺寸，完整地将实体的各项参数尺寸在模型中表现出来。然后将此模型导入至ADAMS软件中，通过对模型各方面的属性及边界条件的设定，来模拟现实中导轨的工作状况，然后对模型进行动力学仿真，从而获得滚珠的各方面参数及其变化趋势。