第３０卷第８期２０１３年８月
机械设计
ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＭＡＣＨＩＮＥＤＥＳＩＧＮ
Ｖ０１．３０Ａｕｇ．
Ｎｏ．８２０１３
行星滚柱丝杠副滚柱的设计方法与虚拟装配＋
董永，刘更，马尚君，佟瑞庭
（西北工业大学机电传动与控制陕西省工程实验室，陕西西安７１００７２）
摘要：基于行星滚柱丝杠副（Ｐｌａｎｅｔａｒｙ
ＲｏｌｌｅＴ
ｓｃｒｅｗ，ＰＲｓ）滚柱既有螺纹又有齿的复杂结构特点，提出了滚柱螺纹和
滚柱齿的匹配设计方法，并给出了详细设计流程，分为３大步骤：滚柱中径的匹配设计，滚柱端部直齿轮的设计，滚柱螺纹的设计。在此基础上，结合ＰＲｓ结构组成和运动原理，构建了螺纹截面设计方法并建立了三维模型，最后进行了虚拟装配，对滚柱与螺母装配中可能存在的问题及注意事项进行了说明。文中提出的滚柱设计和虚拟装配方法可为ＰＲＳ的设计分析提供指导。
关键词：行星滚柱丝杠副；滚柱设计；虚拟建模；虚拟装配中图分类号：ＴＨｌ３２．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１—２３５４（２０１３）０８—００５３一０６
行星滚柱丝杠副（Ｐ１ａｎｅｔａｒｙ
Ｒ０１ｌｅｒ
ｓｃｒｅｗ，ＰＲＳ）作通滚珠丝杠副高一。。
针对ＰＲｓ的研究主要集中在运动学分析‘５。６Ｊ、性能测试方面’７‘９Ｊ，鲜有文献对ＰＲｓ结构进行研究。靳谦忠等人。１叫对ＰＲｓ的工作原理、运动特性及几何关系进行分析研究，推导出表达运动关系的方程式，给出了各参数选择的公式，尤其是滚柱两端齿轮齿数的比值关系；韦振兴等人ｕ¨分析了行星滚柱丝杠副的传动原理，将ＰＲｓ中行星齿轮的部分结构参数作为设计变
ｃｈｅｎｇｄｕ
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Ｒｅｓｅａｒｃｈ
为一种可以将旋转运动转换为直线运动的传动装置，以其具有大推力、高精度、高效率、高频响和长寿命等特点，逐渐地应用于飞行器和武器装备¨。３ｏ及石油、化工、机床等需要直线伺服传动的场合。滚柱作为ＰＲｓ滚动体，与广泛应用的滚珠丝杠副中的滚珠相比，滚柱螺纹可加工出较大的接触半径，且所有的滚柱螺纹同时参与啮合，接触点多，故ＰＲＳ承载能力及刚度比普
３
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＋收稿日期：２０１３一Ｏｌ—ｌＯ：修订日期：２０１３一０７一１５
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７５４２３）；教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２０１２６１０２１ｌ００１９）；高等学校学科创
新引智计划资助项目（Ｂ１３０４４）；西北工业大学研究生创业种子基金资助项目（Ｚ２０１３０２６）
作者简介：董永（１９８７一），男，湖南株洲人，硕士研究生，主要从事行星滚柱丝杠副设计研究。