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本课题主要为了解决一个精密机构的振动问题,这种振动影响了机构的工作性能。该机构由带轮齿的曲板、齿轮、轴承及其他配合件组成。曲板由齿轮带动而绕自身圆心做往返运动,曲板的径向位移由六对角接触轴承固定,侧向位移由四个深沟球轴承固定。机构振动产生的因为可能有以下一些:轴承安装误差、齿轮安装误差、电机输出以及它们之间的相互激励等。本文主要解决轴承安装误差带来的问题。
由于轴承存在安装误差,曲板对轴承就会作用有一定的力和力矩,这些力和力矩就会影响轴承的载荷分布,而轴承载荷分布是影响轴承动态性能的主要因素,因此本文的基础内容是轴承载荷分布。本文的主要内容可以分为三部分:
首先,进行静力学分析,研究轴承载荷分布。本文分别给出了无力矩轴承的可控定义1和有力矩轴承的可控定义2,与此对应的定义了可控准则l和可控准则2。在此基础上,分析了轴向预紧力对无力矩轴承和有力矩轴承的载荷分布的影响,推导出在轴承可控条件下,轴向预紧力与径向力、力矩的函数关系式。
其次,进行轴承动力学分析。分析了轴向预紧力、径向力对轴承模态的影响;进行谐响应分析;进行模拟瞬态分析。结论总结如下:这些力对滚动体的局部模态的影响最大,对低阶模态比对高阶模态的影响大;轴向预紧力与径向力之比越大,频率曲线的越平稳;轴向预紧力能使轴承径向振幅变小;增加轴向预紧力将使外圈在旋转时的径向振幅减小。
最后,进行安装误差分析,即应用前两部分的理论研究来解决本课题中的问题。这部分内容应用弹簧等效轴承来简化模型;分析各种安装误差对轴承受力的影响及确定轴承对的最佳安装形式;求解安装误差与轴承受力的关系,并从而得出在轴承可控下,轴向预紧力与安装误差的关系。