KCI등재
SCOPUS
Study on the relationship between machining errors and transmission accuracy of planetary roller screw mechanism using analytical calculations and machine-learning model
저자
Wu Hanlin (State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University, Chongqing 400044, China) ; Wei Peitang (State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University, Chongqing 400044, China) ; Hu Rui (State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University, Chongqing 400044, China) ; Liu Huaiju (State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University, Chongqing 400044, China) ; Du Xuesong (State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University, Chongqing 400044, China) ; Zhou Pengliang (Guizhou Qunjian Precision Machinery Co. Ltd, Zunyi 563000, China) ; Zhu Caichao (Chongqing University)
발행기관
학술지명
Journal of computational design and engineering(Journal of Computational Design and Engineering)
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
398-413(16쪽)
DOI식별코드
제공처
Correlation between machining errors and transmission accuracy of planetary roller screw mechanism (PRSM) plays an important role in tolerance design. In this study, analytical calculations, machine learning, and experimental verification are utilized for exploring the internal correlation between the machining errors and the transmission accuracy of the PRSM. A multi-roller meshing transmission error model is established, which comprehensively considers the eccentric error, nominal diameter error, flank angle error, and cumulative pitch error of the screw, roller, and nut. The importance coefficients of various machining errors on the transmission error are determined using the random forest algorithm. A genetic algorithm-back propagation neural network algorithm-based method is utilized for training the dataset generated via analytical calculations. The results show that the proposed analytical calculation model reflects the alternate meshing characteristics of rollers during the PRSM motion, providing a more accurate prediction of the transmission error than the existing prediction methods. For an actual mean travel deviation, the most significant machining error is the cumulative pitch error of the screw, whereas for the actual bandwidth of useful travel, the most significant machining errors are the eccentric errors of the screw and nut. The proposed prediction formulae for transmission error considering the essential machining errors illustrate reasonable prediction accuracy, with an average error of 10.63% for the actual mean travel deviation and 14.27% for the actual bandwidth of useful travel compared with the experiments, which can effectively support the direct design of PRSM tolerance in engineering practice.
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