圆锥滚子贯穿式超精研导辊的理想形面及驱动特性

发布时间：2020-07-12 22:14

【摘要】：圆锥滚子是滚动轴承中一种重要的滚动体。贯穿式超精研是圆锥滚子滚动面加工的主流终加工工艺。这种工艺中,滚子是通过导辊的支撑保证其姿态的,也是在导辊的驱动下实现其贯穿和自转运动的。导辊形面的几何形状影响滚子的姿态和滚子的支撑稳定性,因而对超精研后滚子的凸度和表面质量有重要影响。在导辊驱动滚子自转和贯穿过程中,导辊与滚子之间存在滑动,这一方面引起导辊形面磨损从而影响导辊使用寿命,另一方面导致滚子自转速度变化从而影响超精研效率和质量。因此,研究圆锥滚子贯穿式超精研导辊形面以及导辊对滚子的驱动特性,具有重要的理论意义和良好的应用价值。定姿态贯穿式超精研是圆锥滚子贯穿式超精研的重要方式,本文针对圆锥滚子定姿态贯穿式超精研导辊理想形面特征,以及导辊对滚子的驱动特性开展研究,主要研究内容与结论如下:(1)建立了圆锥滚子定姿态贯穿式超精研导辊理想形面方程,分析了导辊理想形面特征。通过分析导辊与滚子之间的几何与相对运动关系,根据共轭曲面原理,建立了超精研导辊的理想形面方程。鉴于导辊理想形面方程表达式十分复杂,难以进行解析分析,用数值计算算例对导辊理想形面的特征进行了分析。结果表明,超精研导辊理想形面的特征为:导辊的轴向截形是轻微内凹的倾斜曲线;当滚子姿态为空间斜置姿态时,前导辊轴向截形的倾斜角度大于后导辊,而其内凹程度小于后导辊;当滚子姿态为正置姿态时,前后导辊轴向截形的倾斜角度和内凹程度都相同。(2)研究了导辊对滚子的驱动特性。通过分析导辊与滚子之间的接触几何关系、相对运动关系以及稳定工作条件下的静力平衡关系,建立了导辊与滚子之间相对滑动速度和滚子转速的计算方法,分析了导辊与滚子之间相对滑动速度和滚子转速特性。结果表明:(1)导辊与滚子之间的相对滑动中,轴向滑动速度等于滚子贯穿速度,而周向滑动速度沿导辊与滚子的接触线呈不均匀分布状态,其分布曲线是一条斜直线。(2)在一定工况条件下,存在一个相应的滚子半锥角临界值;当滚子半锥角小于临界值时,导辊与滚子接触线各点的周向相对滑动速度方向一致,数值都不为零,导辊与滚子处于周向全面打滑状态;当滚子半锥角大于临界值时,导辊与滚子接触线上存在一个周向纯滚动点,纯滚动点两侧均处于周向滑动状态,但滑动速度方向相反;当滚子半锥角等于临界值时,有周向纯滚动点存在,其位于滚子大端。(3)滚子半锥角值越大,导辊与滚子接触线上的滑动越不均匀,而且滑动程度也越大,导辊越容易磨损;同时,滚子半锥角值越大,滚子自转速度越小,超精研效率降低,但在绝大多数圆锥滚子锥角范围内(半锥角小于5°),滚子自转速度变化幅度不大,不会对超精研效率和质量产生明显影响。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH133.33

【相似文献】