轴承用滚子在双平面研磨方式下的建模仿真

论文摘要

滚子轴承作为机械设备中非常重要的部件,主要功能是支撑机械旋转体、降低设备在传动过程中的载荷摩擦系数。滚子是轴承中最不可缺少的零件,也是轴承中最薄弱的零件;其制造质量影响着轴承的工作性能以及使用寿命。针对传统滚子加工技术的诸多不足,本文提出了采用双平面研磨加工的新型滚子加工方法,在保证加工效率和加工精度的同时,有效克服了传统方法的不足。本文通过研究滚子、研磨盘与行星轮之间的关系,建立了滚子在双平面研磨下的运动模型,利用空间坐标变换,推导出滚子相对研磨盘的运动轨迹方程。采用Matlab软件对方程进行仿真,分析了位置、转速以及传动比对滚子直线度的影响;同时,讨论了影响滚子圆度的因素。建立初步的理论体系,对滚子的研磨加工起指导作用。在Admas软件中建立简化的运动模型,选取不同的运动参数,观察其对研磨均一性的影响。比对Matlab和Admas的仿真结论的一致性,从侧面论证轨迹方程的正确性。最后,采用实验的方法对仿真结果进行验证,选取不同的影响因素如研磨速度、夹具类型,分析实验数据曲线与理论仿真曲线的吻合程度。经MahrMMQ400测得实验数据,得到实验结果基本符合仿真分析结论。本文提出的采用平面研磨方式进行柱面加工的新型滚子加工方法,在提高滚子精度方面有很高的可行性。在下一阶段的研究中,需要进一步拓展该加工方法的理论体系,形成完善的圆柱滚子加工质量评价体系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外发展研究现状
• 1.2.1 国内外发展现状
• 1.2.2 轴承用滚子加工研究现状及分析
• 1.3 圆柱滚子的质量及影响
• 1.3.1 对轴承振动及噪声的影响
• 1.3.2 对轴承接触疲劳损坏的影响
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 滚子研磨加工理论
• 2.1 研磨加工概述
• 2.1.1 研磨工艺
• 2.1.2 研磨质量的影响因素
• 2.2 研磨加工机理
• 2.2.1 硬脆材料研磨
• 2.2.2 金属材料研磨
• 2.3 研磨加工特点
• 2.4 本章小结
• 第3章 双平面下滚子运动方程推导
• 3.1 运动模型分析
• 3.2 坐标变换基础理论
• 3.3 运动轨迹方程推导
• 3.3.1 单面研磨状态下的公式推导
• 3.3.2 双面研磨状态下的公式推导
• 3.3.3 非零相位角下双平面公式推导
• 3.4 本章小结
• 第4章 双平面下滚子运动仿真
• 4.1 双平面研磨下滚子直线度分析
• 4.1.1 双平面研磨下研磨均匀性仿真分析
• 4.1.2 双平面研磨下滚子母线直线度仿真分析
• 4.2 零相位夹具滚子圆度分析
• 4.3 非零相位自转速度仿真
• 4.4 双平面研磨下滚子均匀性分析
• 4.4.1 运动建模建立
• 4.4.2 Adams仿真
• 4.5 本章小结
• 第5章 双平面下滚子加工实验及分析
• 5.1 实验设计
• 5.1.1 实验及测试设备
• 5.1.2 实验参数选择
• 5.1.3 实验设计
• 5.2 实验及实验分析
• 5.2.1 研磨盘转速对圆柱滚子圆度、直线度的影响
• 5.2.2 夹具偏角对圆柱滚子圆度、直线度的影响
• 5.3 正交实验简单分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果