Hybrid Modeling of Ball Screw Drives With Coupled Axial, Torsional, and Lateral Dynamics
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Notice bibliographique
Résumé
It has been a common practice to assume that the torsional and axial dynamics are totally decoupled from the lateral dynamics of the screw when modeling ball screw drives. However, experiments show that there is a considerable coupling between them, which could adversely affect the positioning accuracy and fatigue life of the drive. In this paper, the lateral dynamics of the screw is explicitly incorporated into the hybrid finite element model of ball screw drives. The ball screw is modeled by Timoshenko beam elements, and the balls, joints, bearings, and fasteners are modeled as pure springs. Rigid components are modeled as lumped masses. The proposed screw-nut interface model, which includes the effects of lateral vibrations, is shown to predict the coupling between axial, torsional, and lateral dynamics of ball screw drives. The effects of this dynamic coupling on the positioning accuracy of the drive are also presented with experimental proof. The proposed model provides a more realistic platform for a designer to optimize the drive parameters for high speed-high acceleration machine tool applications, where the ball screw vibrations limit the fatigue life of the mechanism, bandwidth of the servo systems, and positioning accuracy of the machine.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle