Discrete Modification of Annular Teeth in Recirculating Planetary Roller Screw Mechanism

作者：ZHANG Zihao, Qin Yao, CHEN Zhirong, SUN Junxian, HUANG Jiale · 发表于：Journal of Mechanical Engineering · 年份：2026 · DOI：10.3901/jme.260238 · 研究领域：Iterative Learning Control Systems、Dynamics and Control of Mechanical Systems、Robotic Mechanisms and Dynamics

摘要： 为提高循环式行星滚柱丝杠副的传动性能，需开展关键零件结构修形研究。针对传统线性补偿修形策略精度不足的问题，建立环状牙-螺纹牙载荷分布数学模型。基于变形协调关系和刚度矩阵，获得滚柱环状牙离散化修形量。进一步结合修形量的分布特征，构建拟合函数模型，并采用Levenberg-Marquardt算法优化拟合系数，以获得最优修形曲线。在此基础上，综合考虑丝杠、滚柱和螺母的牙型半角以及滚柱牙型轮廓半径对接触应力极值的影响，提出多参数耦合的协同修形策略。通过有限元分析，对比修形前后载荷分布与接触应力峰值的变化，验证了所建理论模型的有效性。结果表明，基于二次多项式模型构建的修形曲线使螺母侧和丝杠侧的载荷分布系数分别收敛至0.998～1.001和0.995～1.003，协同修形策略在保持载荷均匀性的同时，使滚柱两侧的平均接触应力分别降低35.55%和32.93%。