轴承—轴系回转误差运动建模及测试方法研究
发布时间：2023-04-01 20:57
轴系作为机械系统的核心功能部件,在机床以及其它机械系统加工精度中起到决定性作用。轴承作为回转轴系的核心部件,与轴系的回转精度密切相关,广泛应用在重大装备与精密测量仪器上。本文基于回转副离散误差运动的不变量,研究了角接触球轴承以及多支撑轴系的回转误差运动模型,开展了不变量精度在分析评价、误差建模以及精度试验测试中的应用。主要研究方法与内容如下:(1)研究了定轴离散回转误差运动的几何性质,利用回转误差运动的不变量(最小球面像曲线与最小准线)描述误差运动与理想定轴运动的偏差,使评价结果不再受测量功能点及其坐标系的影响,建立其不变量精度评价指标。并基于此不变量,分析了固定敏感方向下的回转误差分布特性。(2)提出了角接触球轴承的回转误差运动模型,综合考虑了轴承零件的几何参数及其误差,零件物理属性,工况载荷,零部件弹性变形等因素之间的耦合关系,揭示了其零部件的特征状态与回转误差运动的映射关系,将轴承的回转不变量精度分析问题转化为模型几何物理约束方程的求解问题。(3)提出了多支撑轴系的弹性误差约束模型,建立了轴系回转精度与轴承的时变刚度,工况载荷,材料物理属性以及弹性变形等因素之间的耦合关系,揭示了...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滚动轴承力学特性方法研究
1.2.2 滚动轴承误差运动研究
1.2.3 回转误差测试与评价方法
1.3 本文的主要工作
2 基于不变量的回转误差测试分析方法
2.1 回转误差运动的传统概念与分类
2.2 离散回转误差运动不变量精度模型
2.2.1 定轴回转运动不变式及其几何性质
2.2.2 定轴回转误差运动不变量
2.3 固定敏感方向的定轴回转误差分布特性
2.3.1 回转误差测试运动几何模型
2.3.2 回转误差分布特性分析
2.4 回转误差测试分析示例
2.5 本章小结
3 轴承回转误差运动模型及其精度特性
3.1 球轴承组件位移约束方程
3.1.1 空间运动坐标系的建立
3.1.2 滚道曲面几何等效
3.1.3 几何位移方程的建立
3.2 球轴承组件间载荷约束模型
3.2.1 滚珠与滚道之间接触载荷
3.2.2 滚珠与保持架作用载荷
3.2.3 滚动体惯性力与惯性力矩
3.3 球轴承精度模型基本方程求解
3.3.1 精度模型基本方程
3.3.2 方程组求解过程
3.4 球轴承精度及其特性仿真分析
3.4.1 定常载荷下轴承不变量精度分析
3.4.2 变载荷下轴承不变量精度特性分析
3.5 本章小结
4 轴系弹性误差约束模型及其精度特性
4.1 轴系典型轴承配置与配合状态
4.1.1 轴系的轴承结构配置
4.1.2 轴系径向配合状态分析
4.1.3 轴系轴向配合状态分析
4.2 轴系过盈联结结构有限元分析
4.2.1 静态联结结构几何参数映射分析
4.2.2 轴系过盈联结有限元建模
4.3 轴系弹性误差约束模型
4.3.1 球轴承时变刚度矩阵
4.3.2 轴结构单元刚度矩阵
4.3.3 轴系结构整体刚度矩阵
4.3.4 精度模型求解
4.4 轴系回转精度及其特性仿真分析
4.4.1 双支点支撑轴系精度仿真
4.4.2 双支点支撑轴系精度特性仿真
4.5 本章小结
5 轴承回转精度测试试验台设计与分析
5.1 回转精度试验平台搭建
5.1.1 回转精度试验原理
5.1.2 试验平台组成及其工作过程
5.1.3 试验台结构及其设备介绍
5.2 回转误差运动测试原理
5.3 轴承回转精度特性试验测试
5.3.1 定常载荷下轴承回转精度测试
5.3.2 变载荷下轴承回转精度特性测试
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录 A 轴承滚道几何误差检测数据
附录 B 主轴回转精度测试数据
附录 C 轴承回转精度测试数据
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3777851
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滚动轴承力学特性方法研究
1.2.2 滚动轴承误差运动研究
1.2.3 回转误差测试与评价方法
1.3 本文的主要工作
2 基于不变量的回转误差测试分析方法
2.1 回转误差运动的传统概念与分类
2.2 离散回转误差运动不变量精度模型
2.2.1 定轴回转运动不变式及其几何性质
2.2.2 定轴回转误差运动不变量
2.3 固定敏感方向的定轴回转误差分布特性
2.3.1 回转误差测试运动几何模型
2.3.2 回转误差分布特性分析
2.4 回转误差测试分析示例
2.5 本章小结
3 轴承回转误差运动模型及其精度特性
3.1 球轴承组件位移约束方程
3.1.1 空间运动坐标系的建立
3.1.2 滚道曲面几何等效
3.1.3 几何位移方程的建立
3.2 球轴承组件间载荷约束模型
3.2.1 滚珠与滚道之间接触载荷
3.2.2 滚珠与保持架作用载荷
3.2.3 滚动体惯性力与惯性力矩
3.3 球轴承精度模型基本方程求解
3.3.1 精度模型基本方程
3.3.2 方程组求解过程
3.4 球轴承精度及其特性仿真分析
3.4.1 定常载荷下轴承不变量精度分析
3.4.2 变载荷下轴承不变量精度特性分析
3.5 本章小结
4 轴系弹性误差约束模型及其精度特性
4.1 轴系典型轴承配置与配合状态
4.1.1 轴系的轴承结构配置
4.1.2 轴系径向配合状态分析
4.1.3 轴系轴向配合状态分析
4.2 轴系过盈联结结构有限元分析
4.2.1 静态联结结构几何参数映射分析
4.2.2 轴系过盈联结有限元建模
4.3 轴系弹性误差约束模型
4.3.1 球轴承时变刚度矩阵
4.3.2 轴结构单元刚度矩阵
4.3.3 轴系结构整体刚度矩阵
4.3.4 精度模型求解
4.4 轴系回转精度及其特性仿真分析
4.4.1 双支点支撑轴系精度仿真
4.4.2 双支点支撑轴系精度特性仿真
4.5 本章小结
5 轴承回转精度测试试验台设计与分析
5.1 回转精度试验平台搭建
5.1.1 回转精度试验原理
5.1.2 试验平台组成及其工作过程
5.1.3 试验台结构及其设备介绍
5.2 回转误差运动测试原理
5.3 轴承回转精度特性试验测试
5.3.1 定常载荷下轴承回转精度测试
5.3.2 变载荷下轴承回转精度特性测试
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录 A 轴承滚道几何误差检测数据
附录 B 主轴回转精度测试数据
附录 C 轴承回转精度测试数据
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3777851
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