圆柱滚子轴承零件几何误差与运动精度的关系研究

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滚动轴承是关键的基础件,广泛地应用于精密机床、机器人、航空航天、计算机磁盘驱动器等精密设备中。随着科技不断发展,对轴系旋转精度提出了更高的要求,提高轴承精度性能显的非常重要。目前,我国还不具备批量生产高精密轴承的能力,P2级以上的轴承严重依靠进口,这制约了我国核心装备性能的提升。研究轴承零件几何精度对轴承运动精度的影响规律,对提高精密轴承的设计水平具有一定的指导意义。  本文以圆柱滚子轴承为研究对象,从轴承运动精度的定义出发,对影响圆柱滚子轴承运动精度的因素进行分析。在诸多的影响因素中选择保持架兜孔尺寸误差、套圈滚道的几何误差进行重点探讨。并分析套圈滚道圆度误差、保持架兜孔尺寸及套圈尺寸的测量方法,同时对套圈滚道的圆度误差、保持架兜孔尺寸误差进行简化。  基于圆柱滚子轴承内部零件间的运动几何关系,考虑保持架兜孔尺寸误差、套圈滚道圆度误差的影响,建立了能够准确计算轴承运动精度的预测模型。在两个特殊的位置点理论计算出内圈圆心纵坐标的最大与最小值,进而求出内圈的径向跳动量,通过理论计算与仿真结果的对比来验证该仿真程序的正确性。结合具体的算例,分析了套圈滚道的尺寸误差、圆度误差、保持架兜孔尺寸误差及其排布方式对轴承运动精度的影响。研究结果表明:随着套圈滚道尺寸误差的增加轴承的径向跳动值近线性增大;轴承的径向跳动量与内圈滚道的谐波阶数、滚动体数目具有特定的映射关系;随着保持架兜孔尺寸误差增加内圈径向跳动值增大,轴承运动精度变差;保持架兜孔尺寸误差对轴承运动精度影响较小;保持架兜孔尺寸误差对轴承运动精度的影响与兜孔尺寸误差值的大小及误差兜孔的排布方式有关;保持架兜孔尺寸误差的合理排布,可以减小内圈径向跳动量提高轴承运动精度。本文的研究为提高滚动轴承的运动精度提供一些理论指导,可以根据生产出来的轴承零件几何精度来预测成品轴承的运动精度进而指导生产,具有重要的现实意义。
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