高速电主轴角接触球轴承力学特性研究

发布时间：2017-11-14 07:27

  本文关键词：高速电主轴角接触球轴承力学特性研究

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【摘要】：电主轴单元作为高速数控机床的核心部件,其性能的好坏将直接影响整台机床的工作效率和加工精度,这对电主轴的刚度、控制系统、润滑系统等都提出更高的要求。角接触球轴承,由于其低摩擦、低能耗且可承载轴向和径向力等特性,是用于支撑电主轴的关键部件。在电主轴高速旋转时,角接触球轴承内部参数的变化将会影响轴承刚度、轴承滚珠运行状态,可导致轴承寿命降低和电主轴临界转速下降等现象的产生,其动力学特性将会严重影响轴承-转子模型的动力学特性。因此,对高速情况下角接触球轴承力学特性的研究是非常有必要的,这对提高电主轴的性能有着非常重要的意义。本文通过建立角接触球轴承的拟静力学模型,研究轴承作用力、电主轴转速对角接触球轴承内部参数以及轴承刚度的影响。进而建立角接触球轴承的动力学模型,分析轴承作用力、电主轴转速、轴承滚珠间隙对角接触球轴承动力学特性的影响。本文内容安排如下：第一章阐述本论文研究的背景及意义,概述了角接触球轴承拟静力学特性、动力学特性及转子涡动频率的国内外研究现状及发展动态,进而提出本论文的研究内容和框架。第二章根据Hertz接触理论,研究轴承滚珠作用力和轴承沟道曲率半径对轴承滚珠与沟道的接触应力和变形的影响,并使用有限元软件对轴承滚珠与沟道接触状态进行仿真分析。第三章根据角接触球轴承的拟静力学模型和deMul轴承刚度计算公式,研究轴承作用力、电主轴转速对不同位置处轴承滚珠与轴承沟道的接触角、接触力、接触状态以及轴承刚度的影响。第四章根据Timoshenko梁理论,建立轴承一转子有限元模型,研究轴承刚度“软化”现象以及轴承预紧力、电主轴转速、转子陀螺力矩、轴承组间距对转子涡动频率的影响。第五章考虑轴承内圈高速膨胀效应,建立五自由度角接触球轴承动力学模型,分析轴承作用力、轴承滚珠间隙和电主轴转速对角接触球轴承动力学特性的影响。第六章对本文的工作进行总结,并对接下来的工作进行展望。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3

【参考文献】

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本文编号：1184451