【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及滾珠絲杠副承載性能，更具體的說是涉及一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法。
技術介紹
1、滾珠絲杠副采用滾珠作為傳動媒介，其傳動效率高，輸出力矩大，剛性也相對較高，因而可以在高負載、高速度傳動的情況下，穩定輸出高精度的動力。而隨著不同的工作條件和負載要求的出現，對于滾珠絲杠副剛度的要求也在不斷提高。目前關于滾珠絲杠副剛度的研究主要針對兩點接觸式滾珠絲杠副，即對單圓弧式滾珠絲杠副的研究，對于四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度的研究較少。同時由于技術資料封鎖保密等方面的現狀，并沒有針對四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法。因此，如何提供一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，通過接觸特性分析計算得出四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算模型，解決現有技術中沒有針對四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度的計算方法的問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，包括以下步驟：
4、s1、對四點接觸式滾珠絲杠副進行接觸力學分析，得到接觸處的接觸應力和接觸載荷；
5、s2、基于hertz接觸理論，建立四點接觸式滾珠絲杠副滾珠-滾道接觸變形模型；
6、s3、結合變形協調方程、靜力學平衡方程建立四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度模型；
7、s4、建立四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計
8、可選的，s1具體為：選取單個四點接觸式滾珠、滾珠絲杠副以及螺母作為研究對象，將四點接觸式滾珠與滾道接觸處視為兩個接觸體的接觸橢圓接觸，接觸處的接觸應力按接觸橢圓分布計算，ac接觸對的接觸載荷為q，bd接觸對的接觸載荷為q′。
9、可選的，接觸載荷具體為：
10、q＝ka·δ3/2
11、q′＝ka·δ′3/2
12、式中，ka為單螺母滾珠絲杠副軸向接觸變形系數，δ為ac接觸對接觸變形量，δ′為bd接觸對接觸變形量。
13、可選的，四點接觸式滾珠絲杠副滾珠-滾道接觸變形模型具體為：
14、
15、
16、式中，ce為材料系數，ρs和ρn分別為滾珠-絲杠滾道和滾珠-螺母滾道接觸點處的曲率半徑倒數，ys和yn分別為絲杠和螺母在hertz接觸理論中對于第一類和第二類橢圓積分的輔助值，db為滾珠直徑，d0為滾珠球心所在節圓直徑，tb為滾道曲率比，frs為絲杠滾道與滾珠直徑之比，frn為螺母滾道與滾珠直徑之比，α0為初始接觸角，α1為絲杠受力發生變形后ac接觸對的接觸角，α2為絲杠受力發生變形后bd接觸對的接觸角，λ為螺旋升角，sinτs、sinτn可通過滾珠-滾道接觸橢圓的長短半徑之比求得。
17、可選的，s3中結合變形協調方程的變形具體為：
18、δ＝oslonr′-oslonr＝[(osronr·sinα0+δα)2+(osronr·cosα0+δi)2]1/2-oslonl
19、δ′＝osronl′-osronl＝[(osronl·sinα0-δα)2+(osronl·cosα0+δi)2]1/2-osronl
20、oslonr＝osronl＝rs+rn-db
21、
22、式中，osl和osr為承受軸向載荷之前的絲杠左、右滾道曲率中心，osl′和osr′為承受軸向載荷之后的絲杠左、右滾道曲率中心，onr和onl為承受軸向載荷之前的螺母左、右滾道曲率中心，onr′和onl′為承受軸向載荷之后的螺母左、右滾道曲率中心，δα為絲杠受到軸向力后產生的軸向位移，δi為絲杠受到軸向力后產生的徑向位移，rs為絲杠溝道曲率半徑，rn為螺母溝道曲率半徑；當滾珠絲杠受到軸向力作用后，ac接觸對接觸變形量增大，接觸載荷q也增大，bd接觸對接觸變形量減小，接觸載荷q′也減小，ac接觸對的接觸變形量為δ，bd接觸對的接觸變形量為δ′。
23、可選的，s3具體為：結合物理方程和靜力學平衡方程，建立四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度模型，滾珠絲杠副在外加軸向力作用下fa的靜力平衡情況，考慮外加軸向載荷是均勻載荷分布情況，每個滾珠受力為f，鋼球對絲杠滾道和螺母滾道施加的接觸載荷的軸向分量與軸向力f相平衡，具體如下，可建立軸向靜力平衡方程：
24、
25、f＝(q·sinα1-q′·sinα2)
26、式中，z為滾珠絲杠副的滾珠數量，fa為絲杠外加軸向力，f為單個滾珠受力。
27、可選的，s4具體為：獲得軸向力f作用下絲杠相對于滾珠產生的軸向位移繼而可以得到四點接觸式滾珠絲杠副的軸向靜剛度k：
28、k＝df/dδa。
29、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本專利技術提供了一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，具有以下有益效果：
30、1.本專利技術結合hertz接觸理論，根據受力變形原理，對四點接觸式滾珠絲杠副接觸進行分析，填補了相關理論空白；
31、2.本專利技術基于hertz接觸理論構建了宏觀層次的四點接觸式滾珠絲杠副變形模型，便于后續對四點接觸式滾珠絲杠副承載特性以及動力學特性的研究；
32、3.本專利技術提出了一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算模型，面向當前低速高剛性的滾珠絲杠副的工況需求，滾珠與滾道四點進行接觸，大大地提高了滾珠絲杠副的剛度，同時可以更加準確地預測滾珠絲杠副的承載能力的提升程度；
33、4.本專利技術提出了一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度模型，區別于目前普遍對兩點接觸式滾珠絲杠副的理論研究，大大提高了滾珠絲杠副的承載特性，填補了四點接觸式滾珠絲杠副的理論與試驗研究。
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1.一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，S1具體為：選取單個四點接觸式滾珠、滾珠絲杠副以及螺母作為研究對象，將四點接觸式滾珠與滾道接觸處視為兩個接觸體的接觸橢圓接觸，接觸處的接觸應力按接觸橢圓分布計算，AC接觸對的接觸載荷為Q，BD接觸對的接觸載荷為Q′。
3.根據權利要求2所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，接觸載荷具體為：
4.根據權利要求3所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，四點接觸式滾珠絲杠副滾珠-滾道接觸變形模型具體為：
5.根據權利要求4所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，S3中結合變形協調方程的變形具體為：
6.根據權利要求5所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，S3具體為：結合物理方程和靜力學平衡方程，建立四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度模型，滾珠絲杠副在外加軸向力Fa作用下的靜力平衡情況，考慮外加軸向載荷是均勻載荷分布
7.根據權利要求6所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，S4具體為：獲得軸向力F作用下絲杠相對于滾珠產生的軸向位移繼而得到四點接觸式滾珠絲杠副的軸向靜剛度K：
...【技術特征摘要】
1.一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，s1具體為：選取單個四點接觸式滾珠、滾珠絲杠副以及螺母作為研究對象，將四點接觸式滾珠與滾道接觸處視為兩個接觸體的接觸橢圓接觸，接觸處的接觸應力按接觸橢圓分布計算，ac接觸對的接觸載荷為q，bd接觸對的接觸載荷為q′。
3.根據權利要求2所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，接觸載荷具體為：
4.根據權利要求3所述的一種四點接觸式滾珠絲杠副靜剛度計算方法，其特征在于，四點接觸式滾珠絲杠副滾珠-滾道接觸變形模型具體為：
5.根據權利要求4所...
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