轴承零件尺寸误差影响下圆柱滚子轴承运动精度分析

摘要

滚动轴承是机器设备中的核心传动部件，是装备制造中的关键基础件。轴承运动精度的优劣对设备的正常运转和功能的实现起着重要的作用。轴承零件的几何精度对轴承运动精度有着重要影响。研究轴承零件尺寸误差与轴承运动精度之间的映射关系，对提高轴承运动精度具有指导意义。
　　本文以圆柱滚子轴承为研究对象，通过分析轴承零件几何尺寸误差的特征和产生的原因，以及轴承运动精度的评价指标，对轴承滚子直径尺寸误差、内外圈直径尺寸误差、外加载荷等主要因素进行研究；根据轴承零件的结构特点和几何运动关系，建立几何约束下轴承运动精度的数学模型，通过数值仿真，以轴承内圈中心的径向跳动量来评价轴承运动精度，分析了轴承零件几何尺寸误差对轴承运动精度变化的影响，并找出几何误差与轴承运动精度变化的规律。结果表明，随着轴承单一滚子几何尺寸误差的增大，轴承运动精度降低；多个滚子的直径尺寸误差轴承运动精度的影响和滚子尺寸误差大小和误差滚子的排列方式有关。
　　根据轴承零件运动时的载荷接触变形协调关系，建立载荷和轴承零件几何尺寸误差共同作用下轴承运动精度的数学模型，推导出内圈力学平衡方程，分析了在载荷和几何约束共同作用下轴承运动精度的变化规律。结果表明，随载荷的增大，轴承内圈的径向跳动量逐渐变小；随着几何误差的增大，径向跳动量逐渐变大。对本文中所建立的数学模型利用数值仿真进行数值验证，对模型的准确性和有效性进行了分析验证。
　　本文研究了轴承零件的几何尺寸误差、几何尺寸误差和载荷对轴承运动精度的影响，分析了几何尺寸误差影响下轴承运动精度的变化规律，为轴承产品的设计和研发提供理论依据。

目录

声明

符号表

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外轴承精度研究动向与进展

1.3 本课题研究的主要内容

1.4 论文结构

1.5 本章小结

第2章 圆柱滚子轴承零件的尺寸误差特征

2.1 轴承零件几何尺寸误差的影响因素

2.2 轴承零件尺寸误差的测量和评定方法

2.3 轴承零件尺寸误差对轴承运动精度的作用方式

2.4 本章小结

第3章 几何约束下轴承运动精度模型的建立

3.1 轴承结构特点和几何约束条件

3.2 滚子直径尺寸误差模型的建立

3.3 轴承外圈直径尺寸误差模型

3.4 轴承内圈直径尺寸误差模型

3.5 本章小结

第4章 载荷约束下轴承零件误差运动精度模型的建立

4.1 Hertz弹性接触理论

4.2 载荷-接触变形量的分析

4.3 轴承滚动体直径尺寸误差模型的建立

4.4 内圈滚道直径尺寸误差模型的建立

4.5 滚子与滚道接触判定和接触载荷的确定

4.6 轴承内圈平衡方程的建立与求解

4.7 本章小结

第5章 轴承运动精度的算例分析

5.1 计算模型的数值仿真准确性分析

5.2 几何约束下轴承滚子直径尺寸误差算例分析

5.3 轴承外圈直径尺寸误差算例分析

5.4 轴承内圈直径尺寸误差算例分析

5.5 轴承载荷约束下零件尺寸误差对轴承运动精度影响的算例分析

5.6 载荷约束下多个滚子存在误差的算例分析

5.7 本章小结

第6章 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果