本文關(guān)鍵詞：圓柱滾子軸承元件幾何誤差對軸承性能的影響

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【摘要】：滾動軸承是應(yīng)用于機(jī)床主軸、航空航天發(fā)動機(jī)等精密設(shè)備中的主軸系統(tǒng)支撐件。隨著機(jī)械設(shè)備對精度及剛度的要求越來越高,軸承性能的提高尤為重要,因此軸承性能研究是十分必要的。本文圍繞軸承幾何精度和載荷分布進(jìn)行預(yù)測與分析,對軸承的設(shè)計、制造及裝配有重要指導(dǎo)意義。 本文以圓柱滾子軸承為研究對象,分析軸承元件幾何誤差的形式、評定及測量方法。采用數(shù)學(xué)函數(shù)描述軸承元件的幾何誤差,用傅里葉級數(shù)形式描述套圈滾道的幾何形狀誤差,包括誤差幅值與誤差階次兩個影響因素；用離散數(shù)描述軸承內(nèi)部各個滾子的直徑幾何尺寸誤差。 根據(jù)軸承元件之間的運動幾何關(guān)系,引入軸承元件幾何誤差函數(shù),建立圓柱滾子軸承幾何精度分析模型,采用套圈徑向移動量及跳動量描述幾何精度,闡述了模型的建立及求解方法。研究軸承不承受外載荷的情況下,元件幾何誤差與幾何精度之間的映射關(guān)系。結(jié)果表明,隨著滾子直徑幾何尺寸誤差與滾道幾何形狀誤差幅值的增加,幾何精度下降；滾道幾何形狀誤差幅值一定時,誤差階次越大,對幾何精度影響越��；滾子直徑幾何尺寸誤差的排列周期與套圈移動量存在映射關(guān)系；滾道幾何形狀誤差階次與滾子數(shù)目滿足一定關(guān)系時,對幾何精度有一定的改善作用。 根據(jù)軸承元件之間的接觸情況,滾子與滾道的接觸作用等效為非線性彈簧,建立圓柱滾子軸承載荷分布及承載幾何精度力學(xué)分析模型,滾子接觸載荷采用牛頓—拉普森法求解。研究軸承承受外載荷的情況下,元件幾何誤差對軸承內(nèi)部載荷分布、承載幾何精度的影響。結(jié)果表明,滾道存在誤差時,載荷分布與滾道幾何形狀誤差有關(guān);單一滾子存在誤差時,滾子最大接觸載荷與誤差的變化趨勢一致；多個滾子存在誤差時,承載滾子數(shù)目發(fā)生改變,若滾子從中間向兩側(cè)減小,承載滾子數(shù)將減小,反之增加。套圈滾道幾何形狀誤差階次與滾子數(shù)目滿足一定關(guān)系時,承載幾何精度提高。 本文有關(guān)圓柱滾子軸承的幾何精度及載荷分布的研究,對軸承質(zhì)量評價體系、設(shè)計、制造及裝配等方面具有重要的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：圓柱滾子軸承 元件幾何誤差 幾何精度 傅里葉級數(shù) 載荷分布
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究概況與進(jìn)展10-13
• 1.2.1 軸承元件幾何誤差研究10-11
• 1.2.2 軸承幾何精度研究11-12
• 1.2.3 軸承載荷分布研究12-13
• 1.3 本課題研究內(nèi)容13-14
• 2 滾動軸承元件誤差分析14-18
• 2.1 幾何形狀誤差14-16
• 2.1.1 圓度誤差的幾何特征14-15
• 2.1.2 圓度誤差的測量與評定方法15-16
• 2.2 表面特征16-17
• 2.2.1 波紋度16-17
• 2.2.2 表面粗糙度17
• 2.2.3 表面缺陷17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 3 圓柱滾子軸承元件幾何誤差測量與滾道輪廓簡化18-24
• 3.1 元件幾何誤差測量18-21
• 3.1.1 滾道幾何形狀誤差測量18-20
• 3.1.2 滾子幾何尺寸誤差測量20-21
• 3.2 滾道實際輪廓簡化21-23
• 3.3 本章小結(jié)23-24
• 4 圓柱滾子軸承幾何精度模型的建立與求解24-44
• 4.1 圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)特點24-25
• 4.2 幾何精度模型的建立25-30
• 4.2.1 坐標(biāo)系的建立26-27
• 4.2.2 模型的建立27-30
• 4.3 幾何精度模型的求解30-31
• 4.3.1 滾子與滾道有效接觸的判定30
• 4.3.2 內(nèi)圈穩(wěn)定狀態(tài)的判定30-31
• 4.3.3 評價指標(biāo)的計算31
• 4.4 算例及分析31-42
• 4.4.1 滾子直徑幾何尺寸誤差與幾何精度特性的計算分析31-37
• 4.4.2 內(nèi)圈滾道幾何形狀誤差與幾何精度特性的計算分析37-40
• 4.4.3 外圈滾道幾何形狀誤差與幾何精度特性的計算分析40-42
• 4.5 本章小結(jié)42-44
• 5 圓柱滾子軸承載荷分布力學(xué)模型的建立與求解44-73
• 5.1 滾子與滾道的接觸剛度特性44-49
• 5.1.1 有限元建模與網(wǎng)格劃分44-45
• 5.1.2 邊界條件施加45-46
• 5.1.3 計算結(jié)果分析46-49
• 5.2 載荷分布力學(xué)模型的假設(shè)與等效49-50
• 5.3 載荷分布力學(xué)模型的建立50-53
• 5.3.1 坐標(biāo)系的建立50-51
• 5.3.2 力學(xué)模型的建立51-53
• 5.4 載荷分布力學(xué)模型的求解53-57
• 5.4.1 滾子與滾道有效接觸的判定53-54
• 5.4.2 滾子接觸載荷的確定54
• 5.4.3 平衡方程的求解方法54-56
• 5.4.4 評價指標(biāo)的計算56-57
• 5.5 算例及分析57-72
• 5.5.1 力學(xué)模型準(zhǔn)確性對比分析57-59
• 5.5.2 滾子直徑幾何尺寸誤差與載荷分布的計算分析59-64
• 5.5.3 內(nèi)圈滾道幾何形狀誤差與載荷分布的計算分析64-68
• 5.5.4 外圈滾道幾何形狀誤差與載荷分布的計算分析68-72
• 5.6 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 附錄A NJ2312圓柱滾子軸承內(nèi)圈與外圈輪廓參數(shù)77-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況79-80
• 致謝80-81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：913095