精密軸系回轉(zhuǎn)精度幾何建模與分析.pdf

1、精密軸系是精密主軸系統(tǒng)的簡稱，是數(shù)控機床及精密測量儀器的重要組成部件之一。精密軸系的回轉(zhuǎn)精度決定了機器、設(shè)備的性能及價值，隨著超精密加工技術(shù)及測控技術(shù)的發(fā)展，要求精密軸系具有更高的回轉(zhuǎn)精度，對精密軸系的回轉(zhuǎn)精度進行建模與分析是軸系精度設(shè)計過程中必不可少的一步，對提高精密軸系精度具有重要意義。本文以精密軸系結(jié)構(gòu)為研究對象，提出了基于矢量表示的零件幾何特征精度建模方法，建立了靜態(tài)聯(lián)接結(jié)構(gòu)幾何誤差映射的有限元分析模型和軸承-軸系回轉(zhuǎn)精度分析模

2、型。以光電編碼器軸系結(jié)構(gòu)為例，建立了軸系回轉(zhuǎn)精度的矢量表示模型并對其進行精度分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對幾何特征精度模型中的特性矢量作出定義，建立平面要素、圓柱面要素的形狀公差、方向公差和位置公差的矢量表示及公差約束不等式。簡述了精度模型中的坐標(biāo)變換并分別建立了精密軸系結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)軸與軸套的幾何精度模型。⑵對精密軸系結(jié)構(gòu)中的靜態(tài)聯(lián)接結(jié)構(gòu)進行分析，建立描述圓柱面、圓環(huán)平面幾何形狀的矢量方程。建立靜態(tài)聯(lián)接結(jié)構(gòu)幾何誤差映射分析的有限

3、元模型，并采用節(jié)點偏移法模擬零件表面的幾何誤差，研究轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)圈的過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)及安裝定位面與軸承端面的平面聯(lián)接結(jié)構(gòu)對軸承溝道的幾何誤差映射。以深溝球軸承溝道各軸向截面最小二乘擬合輪廓的曲率中心及曲率半徑表述溝道的幾何形狀，并提出了溝道形狀誤差的評定方法。研究分析了不同的軸承裝配參數(shù)對軸承溝道映射誤差的影響關(guān)系。⑶以深溝球軸承為研究對象，分析軸承回轉(zhuǎn)精度的影響因素并介紹了軸承回轉(zhuǎn)過程中的運動幾何關(guān)系。從深溝球軸承內(nèi)部滾珠與內(nèi)外圈溝道的接