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線性滑軌與滾珠導螺桿之振動噪音特性研究
Thesis

線性滑軌與滾珠導螺桿之振動噪音特性研究

陳穎宏
Masters, 國立清華大學, 動力機械工程學系
2006

Abstract

線性滑軌 滾珠導螺桿 噪音 振動
線性滑軌(Linear Guide)與滾珠導螺桿(Ball Screw)為工業上重要之傳動元件,二者皆是利用滾動元件達到傳動的目的。因噪音與振動問題在工業上日漸被重視,因此本論文主要目的為鑑別線性滑軌噪音源,並根據鑑別結果提出改善方案。另外,因過去已有學者對滾珠導螺桿噪音源進行相關的探討與研究,因此本論文則針對滾珠導螺桿低頻噪音源,設計滾珠進出負載區之導角曲線,探討其對振動的影響。 對線性滑軌而言,研究對象共有四種不同形式之滑軌,首先以實驗量測各滑軌噪音特性,並搭配振動分析與系統自然頻率之量測來找出噪音產生之機制或可能產生噪音之原因。最後並將四種形式之滑軌利用比對能量之方法,更深入的將各種噪音源之機制以百分比的方式萃取出來。研究之主要結果如下: (1) 線性滑軌運轉時,其聲壓值隨著速度增加而增加。不論高速或低速時,潤滑油以及間隔環皆可有效降低高頻噪音。 (2) 線性滑軌低頻噪音主要來源: 1. 滾珠週期性的撞擊滑塊及滑軌並引發承載系統振動。 2. 有效承載滾珠數變異使得剛性改變引發滑塊振動。 (3) 線性滑軌高頻噪音主要來源。 1. 滾動元件間之撞擊。 2. 元件間之互相摩擦。 而對滾珠導螺桿而言,根據過去學者研究結果顯示:滾珠導螺桿噪音源以低頻噪音較為重要。而在低頻噪音源中,有一項也是有效承載滾珠數變異使得剛性改變引發螺帽振動。因此本文提出設計滾珠導螺桿滾珠軌道中負載區之導角曲線,以降低剛性之變異量。結果顯示,人們確實可以設計適當之導角曲線大幅降低剛性之變動量,進而減少振動與噪音。

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