圓錐滾子貫穿式超精研研磨特性及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、為提高滾子軸承的疲勞壽命和承載能力，消除或減少邊緣應(yīng)力集中，通常采用凸度廓形的滾子。貫穿式超精研是目前主流的滾子凸度加工工藝，也是圓錐滾子加工的最后一道工序，決定著圓錐滾子的最終表面質(zhì)量。由于相關(guān)理論研究不夠成熟和系統(tǒng)，特別是缺乏貫穿式超精研材料去除規(guī)律和滾子凸度形成機(jī)理方面的理論研究，導(dǎo)致目前加工的圓錐滾子凸度形狀不理想、凸度值有誤差、同批次凸度值不穩(wěn)定等問(wèn)題。本文重點(diǎn)分析和研究了圓錐滾子超精研工藝中油石對(duì)滾子的研磨特性和滾子運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定

2、性問(wèn)題，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下。
　　1.根據(jù)油石和圓錐滾子的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，建立了油石磨粒的磨削軌跡模型；利用MATLAB GUI，設(shè)計(jì)了模擬界面，對(duì)油石磨粒在圓錐滾子表面的研磨軌跡進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果顯示磨粒在圓錐滾子表面上的磨削軌跡類似于正弦曲線。圓錐滾子小端的軌跡網(wǎng)格比大端密集。較大的油石振幅和振蕩頻率都可以提高磨粒軌跡網(wǎng)格的密集度，也可以得到較高的加工效率，在粗超和精超加工階段應(yīng)選擇不同的油石振幅和振蕩頻率。
　　2.基

3、于赫茲接觸理論，并提出離散化圓錐滾子的研究方法，分析了圓錐滾子和油石的接觸狀況，得出圓錐滾子表面接觸面形狀和接觸應(yīng)力分布情況。在此基礎(chǔ)上，基于經(jīng)典研磨模型 Preston方程，建立了圓錐滾子研磨深度計(jì)算模型，并對(duì)方程中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析。滾子轉(zhuǎn)速越低，油石振蕩頻率和油石壓力越大，研磨深度則整體越大。存在最佳油石弧形半徑，使圓錐滾子中段研磨深度小于兩端，有利于滾子凸度的形成。
　　3.研究了導(dǎo)輥對(duì)圓錐滾子的摩擦驅(qū)動(dòng)特性。分析了導(dǎo)輥和

4、圓錐滾子之間的接觸滑動(dòng)問(wèn)題，結(jié)果表明導(dǎo)輥和圓錐滾子在接觸面上存在彈性滑動(dòng)和幾何滑動(dòng)。對(duì)幾何滑動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)分析。在理想狀態(tài)下純滾動(dòng)點(diǎn)在滾子和導(dǎo)輥接觸的中段位置；并推導(dǎo)了導(dǎo)輥的理想接觸半徑。對(duì)圓錐滾子貫穿過(guò)程中的扭矩進(jìn)行了研究。研磨力是引起圓錐滾子扭矩發(fā)生變化的重要因素?；诮佑|理論和研磨力理論，建立了油石研磨力計(jì)算模型并分析了研磨力的變化趨勢(shì)。隨著圓錐滾子逐漸貫穿油石，滾子扭矩的變化趨勢(shì)是先逐漸減小，然后保持恒定不變，最后逐漸增大。扭矩不