圆锥滚子超精研导辊设计与加工研究

发布时间：2017-09-04 13:28

  本文关键词：圆锥滚子超精研导辊设计与加工研究

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【摘要】：圆锥滚子是滚动轴承中的重要零件，其最后一道工序一般是锥面的超精研。在圆锥滚子无心贯穿式超精研加工中，导辊对滚子具有支撑、引导和驱动三方面的作用，对滚子的加工精度与表面质量具有关键性的影响。本文重点分析和研究了圆锥滚子超精研导辊辊形及档边的设计与加工问题。 1根据超精研过程中圆锥滚子和导辊之间的空间几何关系及运动关系，基于共轭曲面原理，建立了导辊螺旋工作面理论辊形的数学表达式；通过数值计算分析，表明导辊的轴向截形为一条微微内凹的倾斜曲线，并提出用辊形锥角和辊形凹度两个参数表达辊形特征；分析了导辊各设计参数对理论辊形的影响，表明滚子大端半径的影响很小，滚子大端名义接触角影响较大，尤其对辊形锥角的影响比较显著，而滚子半锥角对辊形锥角和辊形凹度的影响都很大;由此得出以下结论：当圆锥滚子锥角相同，长度在导辊螺旋槽长度范围内，，而仅仅直径不同时，导辊理论辊形变化不大，可通过适当调整滚子大端名义接触角以使同一副导辊适应不同型号的滚子，而不必对导辊形面进行重新设计和加工。 2分析了导辊磨削时砂轮和导辊之间的几何关系和相对运动关系，表明其与超精研时滚子和导辊的关系具有相似性，依据共轭曲面原理，将砂轮看作滚子，并令滚子大端名义接触角为0°，则导辊设计辊形的数学表达式即适用于导辊的磨削辊形。通过数值计算分析了砂轮修整参数和磨床调整参数对导辊磨削辊形特征参数的影响，表明砂轮参数的影响规律与滚子参数相同，砂轮架垂直摆角对辊形凹度影响十分显著，对辊形锥角也有一定的影响；在此基础上，提出了导辊辊形精确磨削相关参数的选择方法；数值计算实例表明，合理选择砂轮半锥角和砂轮架垂直摆角，可以使磨削辊形与设计辊形十分接近，从而实现导辊辊形的精确磨削。导辊磨削试验和滚子超精研加工试验效果良好。 3基于圆锥滚子贯穿式超精研中导辊挡边与滚子球基面之间的几何关系以及相对运动和摩擦特点，简要分析了导辊档边的理想形面，将其轴向廓形简化为直线，推导简化廓形直线倾斜角度计算公式；基于导辊磨床磨削挡边时挡边与砂轮之间的几何及运动关系，分析了档边的磨削形面，给出了磨削形面方程及轴向廓形方程。结合算例对磨削轴向廓形进行了数值分析，表明磨削廓形根部约0.5mm高度范围内非线性比较严重，其余部分近似为直线；合理选择砂轮架垂直摆角，并使砂轮越过挡边空刀槽约0.5mm，可以使磨削廓形与设计廓形十分接近。
【关键词】：圆锥滚子 超精研导辊 理论辊形 精确磨削 挡边形面
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.33;TG580.68
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 圆锥滚子超精研导辊的设计与加工概述8-9
• 1.3 国内外研究现状9
• 1.4 研究内容与方法9-10
• 1.4.1 研究内容9-10
• 1.4.2 研究方法10
• 1.5 本文创新点10-12
• 第2章 圆锥滚子超精研原理及导辊的作用12-22
• 2.1 超精研加工的历史12
• 2.2 超精研加工原理12-15
• 2.2.1 超精研运动分析13-14
• 2.2.2 超精研加工过程分析14-15
• 2.3 超精研加工的工艺参数及选择15-18
• 2.3.1 超精研加工工艺参数15-16
• 2.3.2 超精研加工工艺参数的选择16-18
• 2.4 圆锥滚子超精研加工的目的和意义18-19
• 2.5 圆锥滚子超精研加工方式及导辊的作用19-20
• 2.5.1 圆锥滚子贯穿式超精研及导辊的作用19
• 2.5.2 圆锥滚子切入式超精研及导辊的作用19-20
• 2.5.3 圆锥滚子贯穿式超精研与切入式超精研的比较20
• 2.6 圆锥滚子超精研加工的特点20-22
• 第3章 圆锥滚子贯穿式超精研导辊辊形分析22-36
• 3.1 导辊的理论辊型22-31
• 3.1.1 导辊型面方程23-24
• 3.1.2 圆锥滚子锥面参数方程24
• 3.1.3 圆锥滚子与超精导辊的接触线方程24-26
• 3.1.4 导辊理论辊形的计算步骤26-28
• 3.1.5 导辊理论辊形的计算实例及辊形特征参数28-31
• 3.2 导辊理论辊形对导辊设计参数变化的敏感性分析31-35
• 3.2.1 滚子大端半径 re变化时的影响31-32
• 3.2.2 圆锥滚子半锥角 变化时的影响32-34
• 3.2.3 名义接触角γ变化时的影响34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 超精研导辊辊形的精确磨削36-44
• 4.1 砂轮与导辊的几何关系及坐标系36-37
• 4.2 超精研导辊辊形精确磨削相关参数的选择37-42
• 4.2.1 导辊辊形精确磨削相关参数的选择原则40
• 4.2.2 导辊辊形精确磨削相关参数的选择实例40-42
• 4.3 导辊辊形精确磨削实例42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 超精研导辊挡边形面设计及加工分析44-56
• 5.1 超精研导辊挡边理想形面及其简化44-48
• 5.1.1 超精研对导辊挡边的要求44-45
• 5.1.2 导辊挡边的理想形面及简化处理45-47
• 5.1.3 导辊挡边简化廓形倾斜角度分析47-48
• 5.2 超精研导辊挡边的磨削形面48-55
• 5.2.1 导辊挡边的磨削形面及其轴向廓形48-53
• 5.2.2 砂轮架垂直摆角的选择53-55
• 5.3 本章小结55-56
• 第6章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士学位期间的研究成果62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 夏新涛,郑远中;螺旋导辊的理论廓形及其简化[J];轴承;1986年04期

2 李燮云;圆锥内圈止推挡边的磨削加工[J];轴承;1987年01期

3 屈年志;双滚道及滚道挡边一次成形切入磨削[J];轴承;1998年04期

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7 高作斌;圆锥滚子贯穿式超精研机理分析[J];轴承;2004年04期

8 王有为;孙文庆;刘兆红;温少英;;半凸圆锥滚子超精导辊的设计[J];轴承;2006年06期

9 经营亮,黄正国,王开应;关于圆锥内圈直挡边磨削的再讨论[J];轴承;1991年02期

10 严之仁,王如珩,王兆盛;圆锥轴承内圈大挡边圆锥面的磨削[J];轴承;1987年02期

本文编号：791809