2011年滚珠丝杠传动系统刚度模型构建与验证

本文主要探讨的是滚珠丝杠传动系统的刚度模型在机床进给系统中的重要性和应用。作者刘衍、汪劲松、赵彤和叶佩青针对清华大学精密仪器与机械学系的研究背景，从理论和实践两个层面深入分析了滚珠丝杠传动链的机械刚度。 首先，论文提出了一种新的静刚度模型，它基于静力学平衡方程和变形协调条件。这些基础物理原理被用于理解丝杠在承受负载时的静态响应，即在没有外部激励时的固有行为。这种模型有助于精确计算和预测机床在静止状态下的性能和精度。 接下来，作者将注意力转向动态特性，引入了动刚度模型。他们考虑了丝杠两端的边界条件，并利用频域Fourier变换技术，对集中载荷过程下的二阶波动方程进行处理，构建了一个分离参数模型。这种方法使得静刚度模型与动刚度模型之间的关系得到了清晰的划分，同时保持了整体系统的完整性。 论文的核心贡献在于，通过仿真和实验验证，证实了新建立的静刚度模型在低频段与动刚度模型的低频特性相一致，证明了理论模型的有效性。同时，动刚度模型在高频段的表现也得到了实验数据的支持，这对于理解和优化机床的高速进给性能至关重要。 关键词"机床进给系统"、"丝杠传动链刚度"、"变形协调条件"以及"分离参数"揭示了论文研究的核心内容和方法。中图分类号TG502.1表明了研究属于机械工程领域，而文献标志码A则表示该研究具有较高的学术价值。 这篇2011年发表在《清华大学学报(自然科学版)》上的论文，为滚珠丝杠传动系统的机械刚度建模提供了一种严谨且实用的方法，对于提升机床运动精度和动态性能具有重要的实际意义。通过理论与实验相结合的方式，它深化了我们对这类关键机械部件性能的理解。