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影响卧式振动电机传动效率的因素

    在航天工况下,受载卧式振动电机中有不同程度的塑性变形时不可避免的,而塑性变形的大小直接决定着卧式振动电机是否失效。现如今国际上一般认为,如果滚珠与滚道任一接触点上的塑性变形量超过滚珠直径的万分之一时,卧式振动电机将失效。卧式振动电机内部存在着受载不均的情况,因此受载最大的滚珠与滚道的接触面上的塑性变形量决定着整个卧式振动电机的极限承载能力。以滚珠直径的万分之一为最大允许塑性变形量是建立在不影响卧式振动电机长时间持续稳定运转的情况下的,由于航天工况突出短时高过载及有限寿命的特点,因此此工况下的最大允许塑性变形量可以超过滚珠直径的万分之一。
 
    在航天卧式振动电机机构中,因为小型化和轻量化的要求,丝杠的公称直径、导程和_数一定的情况下,本文针对滚珠直径,滚道曲率及接触伟这三个结构参数对极限承载能力的影响进行研究,暂且不考虑螺旋升角、材料特性和制造工艺的影响。太大的接触角会使滚道曲率半径、偏心距等结构参数发生改变,且使滚道齿顶变薄且受力更大,这对滚道的接触受力状况非常不利,极易导致卧式振动电机的螺纹牙顶被压溃,而且不易加工。故增大接触角时应综合考虑这些因素,不是越大越好。增大卧式振动电机的滚珠直径,一方面会增人滚珠循环窜动时的冲击,影响动力学特性,另—方面增大滚珠滑移、自锁的可能性,可能会降低传动效率乃至发生滚珠卡死的情况。
 
    在提高极限承载能力的同时,不能降低卧式振动电机的传动效率,因此须对传动效率进行约朿。由于滚珠与滚道接触受力情况的复杂多变,因此通过理论分析列出卧式振动电机所有的约束条件是不现实的。为了验证优化后卧式振动电机极限承载性能达到设计要求,本节将通过建立多滚珠弹塑性接触模型,分析滚珠与滚道接触面的最大塑形应变是否达到滚珠直径的万分之一来验证优化设计是否达到设计要求。
 
    随着航天器对其卧式振动电机传动系统的性能要求的不断提高,精密滚珠卧式振动电机的工况条件日益复杂多变,经常会出现短时载荷的急剧变化。因此测试精密滚珠卧式振动电机在不同载荷条件、转速及试验时间下的承载能力是非常有必要的,这可为研究卧式振动电机的失效模式、失效机理,探讨影响精密滚珠卧式振动电机的承载能力的主要因素提供准确的试验依据。
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