动力伺服刀架中深沟球轴承力学特性的研究

发布时间：2020-03-30 18:34

【摘要】：随着我国经济的发展,对数控机床的加工精度要求越来越高,动力伺服刀架的可靠性和灵敏度也越来越受到重视。滚动轴承作为动力伺服刀架中动力模块和转位模块的主要支承,其力学特性对动力伺服刀架的整体性能影响很大。因此,在对动力伺服刀架进行可靠性及其灵敏度分析时,对滚动轴承力学特性的研究是十分必要的。本文就根据动力伺服刀架中6203轴承的工况条件,对滚动轴承的力学特性做了以下工作：(1)对动力伺服刀架中的转位系统进行运动学和力学分析,得到6203轴承的转速和载荷,作为本文理论分析和仿真分析的工况条件。(2)采用Hertz理论对深沟球轴承进行静力学分析,得到轴承在径向载荷的作用下其内部应力分布、最大接触应力和接触变形量,并求解得到轴承的接触刚度。(3)利用弹性润滑理论推导了轴承的最小油膜厚度和油膜刚度,将油膜刚度和接触刚度相结合,得到轴承的综合刚度；根据Reynolds方程推导出了轴承的油膜阻尼,提高了动力学方程的求解的精度。(4)建立深沟球轴承的动力学方程,并对此动力学方程进行简化,然后用Newmark-β方法对方程进行求解,运用MATLAB可以绘制出轴承轴心的位移曲线,并能根据不同的工况改变方程中的参数可以得到不同的曲线。(5)利用ANSYS实现对6203轴承的静力学仿真,然后利用ANSYS中的显式动力学模块实现了对6203轴承的动力学仿真,并提取仿真结果,对理论推导的结果进行了验证。综上所述,本文在前人研究的基础上,分析了深沟球轴承的接触力学、动力学、刚度和阻尼以及ANSYS有限元分析等。研究结果表明,本文推导的轴承的力学特性在误差范围内是可以接受的,为以后滚动轴承的故障诊断和寿命分析提供了理论基础,具有一定的理论意义和工程应用价值。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.33

【参考文献】

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本文编号：2607898