Разработка научно-методических основ расчета и проектирования планетарных роликовинтовых механизмов, имеющих многочисленные избыточные связи

• Автор: Блинов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 373 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕХАНИЗМОВ, ПРЕОБРАЗУЮЩИХ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ
1.1. Обзор механизмов, преобразующих вращательное движение в поступательное движение
1.1.1. Обзор винтовых механизмов
1.1.2. Сравнительный анализ шариковинтовых и планетарных роликовинтовых механизмов (ПРВМ). Выбор объектов исследования
1.1.3. Обзор конструкций ПРВМ
1.2. Основные тенденции развития современных механизмов, преобразующих вращательное движение в поступательное
1.3. Обзор методик расчета ПРВМ
1.3.1. Определение подачи гайки ПРВМ за один оборот его винта и кинематические расчеты
1.3.2. Критерии работоспособности ПРВМ
1.3.3. Расчет КПД ПРВМ
1.3.4. Исследования точности (погрешностей) ПРВМ
1.3.5. Определение осевой жесткости ПРВМ
1.4. Обзор экспериментальных установок для испытаний ПРВМ
1.5. Выводы по выполненному обзору, цель и задачи исследования
2. ОСОБЕННОСТИ ПЛАНЕТАРНЫХ РОЛИКОВИНТОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
2.1. Основные конструктивные особенности ПРВМ
2.2. Технологическая особенность ПРВМ (9-я особенность)
2.3. Выводы

3. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ
ПЛАНЕТАРНЫХ РОЛИКОВИНТОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
ЗЛ. Конструкции и основные геометрические параметры опытных образцов ПРВМ
3.2. Измерения линейных и диаметральных размеров деталей ПРВМ
3.3. Измерения резьбовых поверхностей деталей ПРВМ и обработка полученных результатов
3.3.1. Выбор измерительного устройства, методика измерений и обработка полученных результатов
3.3.2. Результаты измерений резьбовых поверхностей деталей ПРВМ, имеющих треугольный профиль витков, и их анализ
3.3.3. Эффект бракованных витков резьбы винта ПРВМ
3.3.4. Результаты измерений резьбовых поверхностей роликов ПРВМ, имеющих выпуклый профиль витков, и их анализ
3.4. Результаты измерений резьбовых поверхностей роликов ПРВМ, проработавших в составе сварочного робота половину ресурса,
и их анализ
3.5. Измерения шероховатости резьбовых рабочих поверхностей
деталей ПРВМ
3.6. Выводы
4. РАСКРЫТИЕ МНОГОКРАТНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ НЕОПРЕДЕЛИМОСТИ ПЛАНЕТАРНЫХ РОЛИКОВИНТОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
4.1. Состояние вопроса
4.2. Постановка задачи
4.3. Определение начального положения гайки на оси винта для
ПРВМ с цельной гайкой
4.4. Определение конечного положения гайки на оси винта для
ПРВМ с цельной гайкой

4.5. Разработка физической и математической моделей ПРВМ с цельной гайкой и методов раскрытия многократной статической неопределимости этих механизмов
4.5.1. Разработка пространственной физической модели и математической модели ПРВМ с цельной гайкой
4.5.2. Развитие задачи И.Я.Штаермана о контакте цилиндра с внутренней цилиндрической поверхностью в безграничном теле
4.5.3. Разработка методов раскрытия многократной статической неопределимости ПРВМ с цельной гайкой
4.5.4. Учет перераспределения нагрузки между сопрягаемыми витками деталей ПРВМ из-за опрокидывающего момента на роликах
4.5.5. Основные результаты расчета опытного образца ПРВМ
4.6. Статистико-вероятностная модель нагружения деталей ПРВМ
4.7. Выводы
5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАНЕТАРНЫХ
РОЛИКОВИНТОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
5.1. Определение расстояния между осями винта и ролика
(межосевого расстояния) ПРВМ
5.1.1 Причины неравенства реального и номинального значений межосевого расстояния ПРВМ
5.1.2. Уравнение для определения реального значения межосевого расстояния ПРВМ
5.1.3. Определение приращения Aaw межосевого расстояния, учитывающего неравенство углов подъема резьбы винта и ролика
5.1.4. Определение приращения Дау,вр межосевого расстояния, учитывающего погрешности изготовления резьбы винта и ролика
5.1.5. Выводы
5.2. Разработка теоретических основ точности ПРВМ

2. ОСОБЕННОСТИ ПЛАНЕТАРНЫХ РОЛИКОВИНТОВЫХ
МЕХАНИЗМОВ
ПРВМ, являясь конструктивно сложными изделиями, обладают целым рядом особенностей, которые будем рассматривались для простоты на примере ПРВМ с цельной гайкой, см. рис. 1.10 и рис. 2.1.
А-А (убеличено)
Б-В (убеличено)
Рис. 2.1 Осевой разрез ПРВМ с цельной гайкой (1-винт, 2-ролик, 3-сепаратор, 4-гайка, 5-втулка с зубчатым венцом, 6-пружинное кольцо, 7- маслосъемник).
2.1. Основные конструктивные особенности ПРВМ
1-я особенность. Чтобы между резьбовыми деталями ПРВМ в основном реализовывалось трение качение, средние диаметры резьбы винта <1В2, роликов с1Р2 и гайки Вг2 (рис. 2.2) должны быть связаны между собой следующими зависимостями [19]: 4Р2 = с1в2/(2г —2) (2.1)
Е>г2=гг-с1р2, (2.2)
где ъг - число заходов резьбы гайки.
При этом в точке контакта «Д» сопрягаемых витков резьбы винта и ролика линейные скорости Ув и УР этих деталей теоретически равны между собой, см. рис. 2.2. Отсюда скорость скольжения равна нулю. Кроме того, ролик, имея