牙型係數設計與軌道表面粗糙度對於環狀式滾珠螺桿之磨潤行為與熱彈不穩定性之研究

Translated title of the thesis: Study on the Effects of Groove Factor and Surface Roughness of Raceways in the Ball-Bearing-Like Specimens on the Tribological Behavior and Thermoelastic Instability
  • 羅 瑞揚

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究中為模擬實際滾珠螺桿之運動行為,製作特殊環形試件且具有三種不同牙型係數之設計,基於三種不同牙型係數(Groove factor),除滾珠直徑,試件尺寸及滾珠數量稍有不同。理論分析運用在試驗機之軸向負載及轉速設定,使各牙型設計最大接觸應力接近2 0GPa,以進行牙型係數及表面粗糙度對於磨潤行為以及熱彈不穩定性發生之研究。基於理論模型,在實驗中所擷取之摩擦扭矩訊號產生振盪現象為熱彈不穩定發生所致。此不穩定性將逐漸在滾珠與內環軌道面形成,而牙型係數與內環軌道表面粗糙度為發生不穩定之控制因子,內環軌道粗糙度主導初期摩擦係數並與磨合行為之不穩定性有所關聯;而牙型係數則扮演著控制平均摩擦係數以及熱彈不穩定性發生之角色。當達到臨界摩擦係數值時即開始發生熱彈不穩定,摩擦係數之初始振盪因此成為開始發生熱彈不穩定性之主因。研究顯示,內環軌道在較小之粗糙度之情況下,在磨合初期會有較低之摩擦係數,使熱彈不穩定性之現象延後發生;而較大之牙型係數有助於熱彈不穩定之延後發生。因此,內環軌道較小粗糙度與較大牙型係數的設計能夠降低接觸面之滑動比並延後熱彈不穩定之發生時間。
Date of Award2016 Jul 21
Original languageChinese
SupervisorJen-Fin Lin (Supervisor)

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