深溝球軸承—轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)精度特性研究.pdf

1、軸承—轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機(jī)床主軸、齒輪箱等各類旋轉(zhuǎn)機(jī)械中。軸系的精度特性直接影響整機(jī)的精度特性，隨著機(jī)械裝備向高精度、高性能方向發(fā)展，對(duì)如何提高軸系精度提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文以深溝球軸承旋轉(zhuǎn)精度研究為切入點(diǎn)，建立深溝球軸承—轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)精度分析模型，開展軸系旋轉(zhuǎn)精度影響因素分析，從而為開展高精密裝備研究和制造提供重要理論基礎(chǔ)。
　　本文以深溝球軸承—轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)為對(duì)象，完成了考慮軸承元件誤差的擬靜力學(xué)模型的建立，在此基礎(chǔ)上，完成了軸系

2、旋轉(zhuǎn)精度分析模型建立、數(shù)值計(jì)算、影響因素分析和軟件設(shè)計(jì)。
　　(1)以深溝球軸承為研究對(duì)象，簡(jiǎn)要闡述了球軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及軸承分析中的基本理論，主要包含Hertz點(diǎn)接觸理論和滾道控制理論。同時(shí)，簡(jiǎn)要分析了零件誤差狀況，采用數(shù)學(xué)函數(shù)描述了軸承元件誤差，主要有內(nèi)、外圈滾道圓度誤差和滾球直徑誤差。運(yùn)用軸承分析基本理論，引入軸承元件誤差，建立了球軸承五自由度擬靜力學(xué)模型，并采用Romax軟件以及Harris模型分析標(biāo)準(zhǔn)6312軸承，對(duì)比本

3、文模型分析結(jié)果，三種模型分析結(jié)果相近，從而驗(yàn)證了本文模型的正確性。
　　(2)以深溝球軸承五自由度擬靜力學(xué)模型為基礎(chǔ)，建立二軸承—柔性軸系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)精度分析模型，數(shù)值計(jì)算得到兩端軸承載荷分配情況以及內(nèi)部載荷分布。采用有限元分析方法，將軸承剛度矩陣引入到系統(tǒng)整體剛度矩陣，進(jìn)行矩陣分析和計(jì)算，得到轉(zhuǎn)軸上任意點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)精度指標(biāo)值。采用Romax軟件分析相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的軸系，并對(duì)比本文模型分析的結(jié)果，兩種模型分析結(jié)果相近，從而驗(yàn)證了本文模型的準(zhǔn)確

4、性。
　　(3)利用所建立的軸系旋轉(zhuǎn)精度分析模型，分別從軸承元件誤差、軸系結(jié)構(gòu)參數(shù)及軸承參數(shù)、工況條件三大方面分析旋轉(zhuǎn)精度影響的規(guī)律。結(jié)果表明:單一誤差滾球的位置不改變軸系旋轉(zhuǎn)精度，滾球誤差越大，軸系精度越差;多滾球直徑誤差合理排布有利于提高軸系旋轉(zhuǎn)精度。軸系精度值隨著內(nèi)、外圈滾道誤差階次增加而呈現(xiàn)周期性變化，滾球數(shù)目與變化周期存在映射關(guān)系，滾球數(shù)目和滾道誤差階次存在一定關(guān)系有利于提高軸系精度。結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)軸系旋轉(zhuǎn)精度的影響量較零件