深溝球軸承—轉軸系統(tǒng)旋轉精度特性研究.pdf

1、軸承—轉軸系統(tǒng)廣泛應用于機床主軸、齒輪箱等各類旋轉機械中。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精度研究為切入點，建立深溝球軸承—轉軸旋轉精度分析模型，開展軸系旋轉精度影響因素分析，從而為開展高精密裝備研究和制造提供重要理論基礎。
　　本文以深溝球軸承—轉軸系統(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，在此基礎上，完成了軸系

2、旋轉精度分析模型建立、數(shù)值計算、影響因素分析和軟件設計。
　　(1)以深溝球軸承為研究對象，簡要闡述了球軸承的結構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、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

3、文模型分析結果，三種模型分析結果相近，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，建立二軸承—柔性軸系統(tǒng)旋轉精度分析模型，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，得到轉軸上任意點的旋轉精度指標值。采用Romax軟件分析相同結構參數(shù)的軸系，并對比本文模型分析的結果，兩種模型分析結果相近，從而驗證了本文模型的準確

4、性。
　　(3)利用所建立的軸系旋轉精度分析模型，分別從軸承元件誤差、軸系結構參數(shù)及軸承參數(shù)、工況條件三大方面分析旋轉精度影響的規(guī)律。結果表明:單一誤差滾球的位置不改變軸系旋轉精度，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精度。軸系精度值隨著內、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系，滾球數(shù)目和滾道誤差階次存在一定關系有利于提高軸系精度。結構參數(shù)對軸系旋轉精度的影響量較零件