极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法技术

本发明专利技术公开了一种极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法，属于滚珠丝杠副寿命计算领域，包括以下内容：确定极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副的失效形式及失效阈值；求取极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副进行循环载荷下滚珠直径及接触角；根据滚珠直径及接触角求取滚珠丝杠副的塑性变形量；根据滚珠直径及塑性变形量求取滚珠丝杠副疲劳寿命。针对传统寿命计算公式无法计算极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副的疲劳寿命的问题，本发明专利技术提供了适用于极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算的方法，填补了空白，且将轴向力对滚珠丝杠副结构参数的影响考虑在内，提高了寿命预测结果的准确性。

Calculation method of fatigue life of ball screw under extreme load and short time

【技术实现步骤摘要】
极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法
本专利技术属于滚珠丝杠副寿命计算领域，特别是极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法。
技术介绍
滚珠丝杠副以其高精度、高可靠性的特点，广泛应用于机械、航空航天以及核工业等领域。在极限载荷极短时间工况下，滚珠丝杠副的工作时间要求仅为10000秒，但是承受的载荷多在额定动载荷的150％至额定静载荷之间，塑性变形成为其主要的失效形式。因此，研究极限载荷极短时间工况下的滚珠丝杠副疲劳寿命有着重要的意义。国际标准ISO3408-5以及国家标准GBT17587.5-2008都提出了滚珠丝杠副疲劳寿命的计算方法，但是该方法考虑的仅是滚珠丝杠副在承受小载荷不发生塑性变形的工况下的疲劳寿命，其失效形式为疲劳点蚀，完全不适用于极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副的疲劳寿命计算。因此，极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法的研究尚属空白，有待填补。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法，填补领域空白，为极限载荷极短时间工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、确定极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副的失效形式及失效阈值；/n步骤2、求取极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副进行循环载荷下滚珠直径及接触角；/n步骤3、根据所述滚珠直径及接触角求取滚珠丝杠副的塑性变形量；/n步骤4、根据所述滚珠直径及塑性变形量求取滚珠丝杠副疲劳寿命。/n

【技术特征摘要】
1.极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、确定极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副的失效形式及失效阈值；
步骤2、求取极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副进行循环载荷下滚珠直径及接触角；
步骤3、根据所述滚珠直径及接触角求取滚珠丝杠副的塑性变形量；
步骤4、根据所述滚珠直径及塑性变形量求取滚珠丝杠副疲劳寿命。


2.根据权利要求1所述的极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法，其特征在于，步骤1所述的极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副的失效形式及失效阈值，具体为：
极限载荷极短时间工况下，滚珠丝杠副的失效形式为塑性变形失效；
失效阈值为：滚珠与滚道的塑性变形量达到滚珠直径的0.2％。


3.根据权利要求1所述的极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳寿命计算方法，其特征在于，步骤2所述的计算极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副进行循环载荷下滚珠直径及接触角，具体为：
步骤2-1、求取滚珠与滚道之间的法向力：



式中，Q为滚珠与滚道之间的法向力，Fa为循环载荷的最大值，it和Nc分别为螺纹头数和循环圈数，Zt为一圈中的有效承载的滚珠个数，α为滚珠与滚道之间的接触角，γ为导程角；
步骤2-2、求取滚珠与滚道...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长光，周华西，王烨，欧屹，冯虎田，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32