行星滚柱丝杠小转角动力学分析与建模

"行星滚柱丝杠小转角运动的动力学分析" 行星滚柱丝杠作为精密传动装置，在航空航天、机器人、精密机床等领域有着广泛应用。在这些应用中，往往需要进行小角度旋转运动，因此对行星滚柱丝杠的小转角运动进行深入的动力学分析至关重要。该研究由王乐、李海泓和张玲于2015年在中国空空导弹研究院完成，主要探讨了行星滚柱丝杠在小转角运动下的运动特性和动力学特性。 首先，研究者建立了一个行星滚柱丝杠的数学模型，这是分析的基础。他们将行星滚柱丝杠的轴向位移分解为两部分：一是由于滚柱与螺纹之间啮合接触产生的弹性变形量，二是传动轴的位移。这一分解有助于更精确地理解丝杠的运动行为。利用Hertz接触理论，他们计算了在不同负载条件下的啮合接触弹性变形，这是考虑实际工作环境中的一个重要因素，因为负载会直接影响到滚柱与螺纹之间的接触状态和变形。 接下来，基于上述数学模型，研究人员构建了一个行星滚柱丝杠的有限元模型。有限元方法是一种强大的数值分析工具，能够模拟复杂的结构行为。通过这种方法，他们对行星滚柱丝杠进行了动态仿真，以获取其在小转角运动下的动力学响应，包括振动、应力分布和速度变化等关键参数。 动力学响应的获取对于理解丝杠在实际工作条件下的性能至关重要，它可以揭示潜在的机械失效模式，如疲劳裂纹的形成，以及如何优化设计以提高系统的稳定性和效率。此外，分析结果还可以为控制器设计提供依据，以确保在小转角运动时的精度和可靠性。 关键词如“行星滚柱丝杠”、“数学模型”和“有限元模型”反映了研究的主要内容和技术手段，而“动力学响应”则揭示了研究的核心目标。中图分类号TH132.1表明这属于机械工程的细分领域，文献标识码A则表示这是一篇原创性学术论文。 这项研究为行星滚柱丝杠在小转角运动时的动力学行为提供了深入的理解，不仅有助于优化设计，还能促进相关领域的技术进步。通过结合理论分析和数值模拟，研究者为解决实际工程问题提供了重要的理论支持。