本文關(guān)鍵詞：深溝球軸承—轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)精度特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：軸承—轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機床主軸、齒輪箱等各類旋轉(zhuǎn)機械中。軸系的精度特性直接影響整機的精度特性,隨著機械裝備向高精度、高性能方向發(fā)展,對如何提高軸系精度提出了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。本文以深溝球軸承旋轉(zhuǎn)精度研究為切入點,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)為對象,完成了考慮軸承元件誤差的擬靜力學模型的建立,在此基礎(chǔ)上,完成了軸系旋轉(zhuǎn)精度分析模型建立、數(shù)值計算、影響因素分析和軟件設(shè)計。 (1)以深溝球軸承為研究對象,簡要闡述了球軸承的結(jié)構(gòu)特點以及軸承分析中的基本理論,主要包含Hertz點接觸理論和滾道控制理論。同時,簡要分析了零件誤差狀況,采用數(shù)學函數(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模型,并采用Romax軟件以及Harris模型分析標準6312軸承,對比本文模型分析結(jié)果,三種模型分析結(jié)果相近,從而驗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,進行矩陣分析和計算,得到轉(zhuǎn)軸上任意點的旋轉(zhuǎn)精度指標值。采用Romax軟件分析相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的軸系,并對比本文模型分析的結(jié)果,兩種模型分析結(jié)果相近,從而驗證了本文模型的準確性。 (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)對軸系旋轉(zhuǎn)精度的影響量較零件誤差對其的影響要小。工況條件對軸系旋轉(zhuǎn)精度的影響較大,對于特定軸系,選擇合適的徑向載荷、軸向載荷以及載荷位置和轉(zhuǎn)速能夠提高軸系的旋轉(zhuǎn)精度。 (4)運用Matlab GUI開發(fā)了“球軸承及其軸系分析軟件”,經(jīng)測試運行良好。
【關(guān)鍵詞】：深溝球軸承 幾何誤差 主軸系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)精度 擬靜力學模型
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況及發(fā)展11-14
• 1.2.1 軸承旋轉(zhuǎn)精度研究11-12
• 1.2.2 軸系旋轉(zhuǎn)精度研究12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 2 球軸承分析基本理論16-25
• 2.1 軸承幾何學16-20
• 2.1.1 軸承密合度17
• 2.1.2 軸承接觸角17
• 2.1.3 接觸點主曲率17-20
• 2.2 Hertz點接觸理論20-22
• 2.2.1 基本理論概述20-21
• 2.2.2 接觸剛度21-22
• 2.3 滾道控制理論22
• 2.4 軸承元件誤差分析及簡化22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 3 深溝球軸承擬靜力學模型建立25-43
• 3.1 軸承運動學分析25-28
• 3.1.1 一般運動25-28
• 3.1.2 滾動和自旋速度計算28
• 3.2 離心力和陀螺力矩28-29
• 3.3 幾何模型建立29-36
• 3.3.1 初始狀態(tài)模型29-32
• 3.3.2 受載狀態(tài)模型32-34
• 3.3.3 幾何變形協(xié)調(diào)條件34-36
• 3.4 力學平衡方程的建立36-38
• 3.4.1 滾球受力分析36-37
• 3.4.2 軸承內(nèi)圈受力分析37-38
• 3.5 方程組求解38-41
• 3.6 模型正確性驗證41-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 4 二軸承系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)精度模型建立43-59
• 4.1 軸承的配置43-45
• 4.2 軸系裝配分析45-46
• 4.2.1 軸承配合分析45
• 4.2.2 過盈配合對游隙影響45-46
• 4.3 軸系旋轉(zhuǎn)精度模型建立46-54
• 4.3.1 軸系力學平衡分析46-48
• 4.3.2 深溝球軸承剛度矩陣48-49
• 4.3.3 光軸單元剛度矩陣49-52
• 4.3.4 系統(tǒng)整體剛度矩陣52-54
• 4.4 模型求解流程54-55
• 4.5 模型正確性驗證55-58
• 4.5.1 Romax軟件計算軸系55-57
• 4.5.2 結(jié)果對比分析57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 5 軸系旋轉(zhuǎn)精度影響因素分析59-75
• 5.1 軸承元件幾何誤差旋轉(zhuǎn)精度影響59-67
• 5.1.1 滾球直徑誤差59-64
• 5.1.2 內(nèi)圈滾道誤差64-65
• 5.1.3 外圈滾道誤差65-66
• 5.1.4 元件綜合誤差66-67
• 5.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對軸系旋轉(zhuǎn)精度影響67-71
• 5.2.1 徑向游隙67-68
• 5.2.2 滾球直徑和數(shù)目68-69
• 5.2.3 溝曲率系數(shù)69
• 5.2.4 軸系跨距69-70
• 5.2.5 轉(zhuǎn)軸空心度70-71
• 5.3 工況條件對軸系旋轉(zhuǎn)精度影響71-74
• 5.3.1 徑向載荷71-72
• 5.3.2 軸向載荷72
• 5.3.3 載荷位置72-73
• 5.3.4 轉(zhuǎn)速73-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 6 球軸承及其軸系分析軟件設(shè)計75-84
• 6.1 概述75
• 6.2 軟件需求分析及功能模塊設(shè)計75-77
• 6.2.1 軟件需求分析75
• 6.2.2 軟件功能模塊設(shè)計75-76
• 6.2.3 軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)76-77
• 6.3 軟件界面設(shè)計及測試77-83
• 6.3.1 單軸承計算界面77-80
• 6.3.2 軸系計算界面80-83
• 6.4 本章小結(jié)83-84
• 結(jié)論84-86
• 參考文獻86-90
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況90-91
• 致謝91-92

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：深溝球軸承—轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)精度特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：361743