[发明专利]一种双螺母行星滚柱丝杠预紧零件设计方法

权利要求书

1.一种双螺母行星滚柱丝杠预紧零件设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将双螺母行星滚柱丝杠结构离散为弹簧系统；

S2：给定双螺母初始预紧力；

S3：计算仅受预紧力时，两个螺母的弹性位移；

S4：给定预紧零件材料类型和几何尺寸，并计算其刚度；

S5：计算预紧用螺栓组受力；

S6：给定预紧用螺栓规格和数量；

S7：校核预紧用螺旋组是否满足强度要求，若不满足强度要求则可跳转到步骤S2,分别修改双螺母初始预紧力、预紧零件材料和尺寸或预紧螺栓规格和数量，然后重新计算直至满足强度要求；

S8：计算在外载荷作用下，两个螺母所受到的实际预紧力；

S9：判断螺母所受最小预紧力是否大于许用值，若螺母所受最小预紧力小于许用值，修改双螺母初始预紧力后，跳转到步骤S3，直至螺母所受最小预紧力大于许用值；

S10：输出双螺母初始预紧力、预紧零件材料、预紧零件尺寸、预紧用螺栓组规格和数量。

2.根据权利要求1所述的一种双螺母行星滚柱丝杠预紧零件设计方法，其特征在于，将双螺母行星滚柱丝杠结构离散为弹簧系统的方法，包括以下步骤：

S11：用弹簧单元模拟各螺母、滚柱和丝杠的轴段变形，接触单元用于模拟滚柱和丝杠以及滚柱和各螺母、各个螺纹牙之间的接触变形，弹簧单元与接触单元通过刚体单元相连接，各个单元的端部均设置有节点；

S12：按下式(1)——(6)计算相关弹簧系统的相关参数，

n_CE＝4n_T (1)

n_NAE＝n_NBE＝n_T-1 (2)

n_RE＝4n_T-2 (3)

n_SE＝2n_T+1 (4)

n_element＝8n_T-3 (5)

n_node＝8n_T+2 (6)

其中，

n_T——滚柱的螺纹牙的数量；

n_CE——接触单元的数量；

n_NAE——螺母A中弹簧单元的数量；

n_NBE——螺母B中弹簧单元的数量；

n_RE——滚柱弹簧单元的数量；

n_SE——丝杠弹簧单元的数量；

n_element——系统弹簧单元的总数；

n_node——系统节点的总数；

S13：依据弹簧系统的变形协调条件，建立单元变形向量δ和节点弹性位移向量u的关系式如下式(7)，

δ＝A·u (7)

其中，

矩阵C_NRA、C_NRB、C_SRA和C_SRB中的非零元素分别为：

C_NRA(m,m)＝1 (14)

C_NRA(m,2(n_NAE+1)+n_SE+1+2m)＝-1 (15)

C_NRB(m,m+n_NAE+1)＝-1 (16)

C_SRA(m,m+2(n_NAE+1)+1)＝-1 (18)

C_SRA(m,2(n_NAE+1)+n_SE+1+2m-1)＝1 (19)

式中：

A——系统伴随矩阵；

m——m＝1,2,…,n_T，滚柱上的螺纹牙编号。