3.1.2仿真邊界條件的研究

在仿真中溫度分布求解是熱邊界條件的設(shè)置是關(guān)鍵的，除了環(huán)境溫度和冷卻液的 初始溫度外滾珠絲杠模型在仿真時(shí)不能設(shè)置任何的溫度邊界條件。熱載荷由第二章理 論計(jì)算得出。對(duì)于熱載荷的加載，一般有兩種加載處理方法：1、將發(fā)熱量加載在摩 擦生熱的表面作為熱載荷，這里假設(shè)摩擦熱向螺母、絲杠傳導(dǎo)的熱量各為四分之一。

2、將發(fā)熱量的一半作為體載荷加載在螺母上（本文假設(shè)絲杠螺母處的熱量有一半傳 導(dǎo)到導(dǎo)軌上，一半傳導(dǎo)到絲杠上）。對(duì)流換熱系數(shù)受溫度變化很小，在仿真中是作為 一個(gè)固定值設(shè)定。

在分析絲杠的熱變形時(shí)，溫度分布的大體預(yù)測(cè)是很重要的。從非常復(fù)雜的熱模型 中簡(jiǎn)化抽象出能夠反應(yīng)熱量傳遞的大體趨勢(shì)的熱模型是絲杠熱分析的基礎(chǔ)，從絲杠的 細(xì)長(zhǎng)桿件特征及產(chǎn)生熱量的部件，本文邊界條件做出以下假設(shè)[33,36]:

1、 系統(tǒng)的每個(gè)部分的溫度分布是均勻的。絲杠的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于冷卻液與空 氣的導(dǎo)熱系數(shù)。

2、 螺母和軸承所產(chǎn)生的摩擦熱是一個(gè)常數(shù)值。通過(guò)計(jì)算，加減速的時(shí)間為0.02s, 加減速的距離不足絲杠行程的5%，且在加減速時(shí)摩擦的模型非常復(fù)雜，不予考慮。

3、 熱對(duì)流系數(shù)是一個(gè)定值，不隨溫度和絲杠的轉(zhuǎn)速變化。

4、 熱輻射和通過(guò)潤(rùn)滑劑的所帶走的熱量是微不足道的，忽略不計(jì)。

仿真邊界條件的設(shè)定是對(duì)真實(shí)工況的限定，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工況計(jì)算得出。由于模 型的縮放對(duì)傳熱有很大的影響，本文建立的仿真模型比例為1:1。下面表3.1是滾珠 絲杠的基本參數(shù)。

以環(huán)境溫度為27°C，滾珠絲杠轉(zhuǎn)速為3000r/min為例，由以上各參數(shù)結(jié)合上章的

表3.3是滾珠絲杠伺服機(jī)給系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的熱邊界條件。其他的相關(guān)參數(shù)參 考第二章。同時(shí)，參考實(shí)心/空心滾珠絲杠的理論熱變形量，仿真熱變形的結(jié)果與理 論結(jié)果吻合。從而更精確地得到滾珠絲杠的熱變形規(guī)律。