精密交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承剛性分析.pdf

1、精密交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、抵抗變形能力強、承載能力大以及結(jié)構(gòu)設計靈活等一系列優(yōu)點，被廣泛應用于工業(yè)機器人的關節(jié)部和旋轉(zhuǎn)部、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺、精密測試轉(zhuǎn)臺、光學望遠鏡以及大型雷達天線等精密裝備中。轉(zhuǎn)盤軸承作為精密回轉(zhuǎn)裝備中的核心零部件起到了至關重要的作用，影響軸承回轉(zhuǎn)精度的主要因素有軸承制造精度、軸承剛性。然而，軸承回轉(zhuǎn)精度的提高僅僅依靠提高加工機床的精度是很有限的。因此，需要對軸承剛性的影響機制進行深入的理論分析和實驗研究，

2、揭示內(nèi)在的相關規(guī)律，同時提出一些軸承剛性的控制策略，為該類轉(zhuǎn)盤軸承的設計提供理論依據(jù)。
　　首先，本文以某型號的精密交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承為研究對象，分析了軸承在聯(lián)合載荷作用下的變形協(xié)調(diào)條件關系，以經(jīng)典 Hertz接觸理論為基礎，建立了轉(zhuǎn)盤軸承的靜力學分析模型，使用數(shù)值計算方法進行求解。研究了游隙對轉(zhuǎn)盤軸承滾道接觸載荷分布及最大接觸載荷的影響規(guī)律，為滾子的偏載分析以及軸承的剛性分析奠定了理論基礎。
　　其次，針對聯(lián)合載荷作用下

3、，交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承滾子與滾道之間接觸應力分布的“偏載效應”和“邊緣效應”問題，提出了在軸承游隙合理取值的前提下，通過對滾子的修形設計來改善滾子滾道接觸狀況的有效方法。該方法建立在轉(zhuǎn)盤軸承載荷分布研究的基礎上，然后，采用有限長線接觸理論研究了軸承游隙對滾子偏載的影響。最后，在軸承合理游隙下，研究了滾子在不同修形方式下滾子與滾道之間的應力分布情況。
　　然后，基于有限長線接觸理論，采用數(shù)值分析法，計算了滾子在不同修形方式、不同載荷

4、下與內(nèi)外套圈彈性趨近量的大小，將計算得到的數(shù)據(jù)用指數(shù)函數(shù)進行非線性擬合，確定了修形滾子的“載荷—位移”關系。建立了能夠考慮滾子修形影響的轉(zhuǎn)盤軸承靜剛度的數(shù)學分析模型，利用該模型分析了外載荷、游隙、滾動體修形方式和凸度大小對軸承剛性的影響。
　　最后，對精密交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承進行相關的實驗驗證，測試了轉(zhuǎn)盤軸承的軸向剛度、徑向剛度及角剛度，并將試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果進行了對比分析，通過實驗證明該研究方法的合理性。論文從工程應用的角度