鋼球展開機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零件接觸特性研究.pdf

1、鋼球表面缺陷檢測設(shè)備中球面的展開主要依賴于核心零件展開輪，而展開輪價(jià)格昂貴、更換頻換且完全依靠進(jìn)口，大大增加了檢測成本。因此亟需實(shí)現(xiàn)展開輪的國產(chǎn)化及鋼球檢測設(shè)備的研制。本文從接觸形式、接觸變形、接觸應(yīng)力及接觸碰撞力角度對鋼球與展開輪進(jìn)行了全面的接觸特性研究，為展開輪及展開機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了深入的理論基礎(chǔ)，具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
　　為了研究鋼球與展開輪的接觸形式，從鋼球全表面展開的運(yùn)動原理入手，分析了非對稱幾何結(jié)構(gòu)展開輪與鋼

2、球的相互作用過程。探討了運(yùn)動過程中鋼球與展開輪可能出現(xiàn)的三種接觸模型，然后借助 FEI-Sirion掃描電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)研究展開輪的材料特性。為接觸特性研究及展開輪材料設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　為了求解鋼球與展開輪的接觸變形，首先探討Hertz理論應(yīng)用時(shí)存在的兩個(gè)問題，其次利用光滑的非協(xié)調(diào)表面幾何學(xué)獲得球面和錐面在初始接觸點(diǎn)處的相對曲率半徑和等效曲率半徑，然后利用Hertz公式，最終建立鋼球與展開輪的接觸變形模型。為鋼球與展開輪的接

3、觸碰撞力研究提供了理論模型并擴(kuò)展了Hertz理論在非經(jīng)典接觸模型中的應(yīng)用。
　　基于接觸形式的分析，為了獲得接觸變形范圍內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)，首先根據(jù)Carter滾動接觸理論研究思想確定切向力分布，其次采用McEwen理論及窄帶思想逐步計(jì)算各應(yīng)力分量，最終依據(jù)疊加原理獲得鋼球與展開輪三維滾動接觸應(yīng)力分量的解析式，并在數(shù)值模擬結(jié)果中探討了接觸系數(shù)和摩擦系數(shù)對各應(yīng)力分量的影響。提供了一種新的研究三維滾動接觸應(yīng)力的思路和方法。
　　為了獲