滚柱直线导轨副的刚度计算及验证

加工技术与

D OI: 1 0 . 3 9 6 9/ j . i s s n . 1 0 0 9 - 9 4 9 2 . 2 0 1 3 . 0 8 . 0 4 2

滚柱直线导轨副的刚度计算及验证=‘=冯健文，赵美玲，陈伟就，杨炫召(广东高新凯特精密机械股份有限公司，广东江门 5 2 9 1 0 0 )

摘要：以P a l m g r e n公式为理论基础，以弹簧原理推导滚柱导轨副无预加载荷和有预加载荷的刚度计算公式，对滚柱直线导轨副进行有限元分析，研究滑块受力变形对刚度的影响，并以L G R 5 5滚柱导轨副为例进行计算和验证。 关键词：滚柱直线导轨副；刚性；P l a m g r e n￣ .验公式中图分类号：T H1 3 6 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 9—9 4 9 2( 2 0 1 3 ) 0 8—0 1 5 9—0 4

Th e Ca l c u l a t i o n a n d Ve r i ic f a t i o n f o r t h e Ri g i d i t y o f t h e Ro l l e rLi n e a r Gu i d eF E N G J i a n— w e n,Z HA O Me i— l i n g,C H E N We i - j i u,Y A N G X u a n— z h a o( G u a n g d o n g G a o x i n H e i g h t P r e c i s i o n Ma c h i n e r y C o .,L t d,J i a n g m e n 5 2 9 1 0 0,C h i n a )Abs t r a c t:Ta k e s Pa l mg r e n f o r mu l a a s t h e t h e o r e t i c a l b a s i s, t o c a l c u l a t e t h e ig r i d i t y wh e n t h e r o l l e r l i n e a r g u i d e un d e r t h e p r e—l o a d o r n o p r e - l o a d wi t h t h e s p in r g p in r c i p l e s . I t ma k e s t h e i f n i t e e l e me nt a n a l y s i s o n t h e r o l l e r l i n e a r g ui d e, s t u d i e s t h e f o r c e e f f e c t s o f t h e ig r i d i t y whe n t h e d e f o

m a r t i o n o n t h e s l i d e . As a n e x a mp l e, c a l c u l a t e d a n d v e i r ie f d L GR5 5 r o l l e r l i n e a r ui g d e .Ke y wo r￣: r o l l e r l i n e a r ui g d e; r i g i d i t y; Pa l mg r e n e mp i r i c a l f o mu r l a

本论文对滚柱直线导轨副的刚性进行研究。

其中：

为导轨与滚柱的法向弹性趋近量；

直线滚动直线导轨副的滑块所受的垂直外载荷与位移量的比值称为刚度。

Q 为法向力；￡为滚柱有效长度。

1无预加载荷滚柱直线导轨副在承受向下垂直载荷时，只有下两列滚柱承受载荷，如图 1所示。 设加载在滑块上的外载荷为 F,由图 1得到外

由式 ( 2 )和式 ( 3 )可求得每个接触副的法向位移为：6 : 3 . 8 4×l 0 - 0 ( )“ ( 4 )

载荷 F与滚柱受法向力Q 的平衡关系：F: i Z Q C O S为接触角。

F

( 1 )

『

其中：i为沟槽数，i= 2;Z 为有效滚柱数； 则从式 ( 1 )可得法向力 Q 为：F

Q =— 2 Z—一× C O S O t

(\/ 2 )

取钢材弹性模量 E= 2 0 6 G P a,泊松比 n= 0 . 3,由P a l mg r e n经验公式可得滚柱导轨副的弹性变形量为川：3

弋

( 3 )

图1 垂直载荷的受力图

}广东省 2 0 l 2年产学研项目 (编号：2 0 1 2 B 0 9 1 0 0 0 0 7 8 )

收稿日期： 。 一。’一。。

[ i i I 1 5 9: :】::