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滾子的研磨特性和滾子運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定

2、性問題，主要研究內(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。對圓錐滾子貫穿過程中的扭矩進(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。隨著圓錐滾子逐漸貫穿油石，滾子扭矩的變化趨勢是先逐漸減小，然后保持恒定不變，最后逐漸增大。扭矩不