单热源作用下滚珠丝杠的温度场建模与热误差预测  被引量:12

Temperature model of ball screw and its thermal error prediction under single heat

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作  者:李醒飞[1] 董成军[1] 陈诚[2] 吴腾飞[1] 谭文斌[1] 

机构地区:[1]天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072 [2]天津商业大学机械工程学院,天津300134

出  处:《光学精密工程》2012年第2期337-343,共7页Optics and Precision Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目(No.50975206)

摘  要:研究了滚珠丝杠在单热源作用下的温度场模型,以便快速、准确地预测滚珠丝杠的热误差。根据丝杠的导热方程,在合理修改边值条件的基础上,建立滚珠丝杠的温度场理论模型,引入随温度变化的参数α′修正该模型,并提出模型参数的辨识方法。结合机械热变形理论,用所建立的温度场模型预测滚珠丝杠的热误差,进行温度场模型参数辨识实验和模型预测效果的验证实验。结果显示:基于温度场模型预测的温升值与实验测得的温升值之间的最大误差为0.8℃;热误差预测结果与实测结果的最大误差为3.8μm。结果表明所建立的温度场模型可以较准确地反映滚珠丝杠在单热源作用下的温度分布,进而可以较准确地预测滚珠丝杠的热误差。To quickly and accurately predict the thermal error of a ball screw,this paper focuses on the modeling of temperature field of the screw.A theoretical temperature model is achieved based on the heat conduction equation of the screw and the modified boundary value conditions and a parameter α′ which is changed with the temperature are used to improve the model.Then,a model parameter identification process is proposed.The thermal error of the screw is predicted by the model and mechanical thermal deformation theory.Finally,experiments are performed to identify parameters and check up the effect of the model.Result shows that the maximum error between the predicted and the actual temperatures is 0.8℃and the maximum error between the predicted and the actual thermal errors is 3.8 μ m.It concludes that the temperature model accurately predicts the temperature distribution and the thermal error of the screw under a single heat.

关 键 词:滚珠丝杠 温度场 热误差 单热源 

分 类 号:TH161.4[机械工程—机械制造及自动化] TH133

 

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