轴承沟道形状误差的最小区域评定

结合形状误差的定义和轴承沟道的几何要素,提出一种用最小区域思想来评定轴承沟道形状误差的方法。详细阐述了利用最小区域算法求解轴承沟道形状误差的过程和步骤。该算法采用最小二乘法及三点定一圆得到空间线轮廓的中心点;用几何优化算法确定拟合每条线轮廓中心点的空间圆及方程;求解空间圆与每条线轮廓所在平面的交点坐标;计算每条线轮廓上测点至所对应每个交点的距离最大值和最小值之差,从中找到最小极差值,即得到包容整个轴承沟道的最小区域形状误差值。该算法简单明确,具有精度高、易于计算机程序实现、易于推广应用等特点。     

轴承滚子凸度轮廓的最小二乘拟合与误差评定

为了实现对轴承滚子凸度轮廓误差的精确评定,依据圆弧修正型轴承滚子凸度素线轮廓的几何特征和形状误差的定义,基于最小二乘原理,研究了轴承凸度轮廓(两段圆弧和一段直线)的最小二乘拟合和误差评定方法。首先利用各测量点的曲率差值确定了圆弧段与直线段的相切参考点;其次分别选取两个参考点临近的测量点作为辅助相切参考点,并与对应的圆弧段测量点一起拟合出一系列的最小二乘圆弧并计算拟合误差;然后基于直线与两段圆弧相切的原则确定出一系列的直线方程并计算对应的直线度误差;通过比较判断最终确定出圆弧修正型轴承滚子凸度轮廓的最小二乘拟合及误差评定。实例结果表明:圆弧修正型凸度轮廓曲线的总误差0.020 9mm与文中设定标准凸度轮廓曲线引入的法向误差0.02mm相差4.5%。本方法可以有效的实现轴承凸度轮廓的拟合与误差评定,为平面多段曲线的最小二乘拟合提供了一种新的思路。     

轴承零件圆轮廓最小二乘圆误差的Newton迭代法修正

在轴承套圈沟道或钢球等圆轮廓的实际测量过程中,目前普遍采用最小二乘圆法对采样点进行评定,但该方法在评定时存在一定的误差,会对实测结果带来一定的影响。针对采用极坐标和直角坐标进行评定的仪器出现的不同问题,采用Newton迭代法对最小二乘圆误差进行了修正,使评定结果更加精确,更逼近真实值。     

对数母线型滚子凸度轮廓误差评定

为了实现对轴承滚子凸度轮廓误差的精确评定,依据对数母线型滚子轮廓素线的几何特征和形状误差,基于最小二乘原理,研究了对数母线型(两段对数曲线的组合形式)轴承滚子凸度轮廓的最小二乘分段拟合和误差评定方法。利用三点法确定凸度曲线离散数据点的曲率,通过曲率差值法确定两段对数曲线的分界点;选取分界点两端临近的测量点作为辅助分界点,并与对应的对数曲线段测量点一起拟合出一系列最小二乘曲线,计算相应的误差,并判断确定出对数母线型滚子轮廓的最小二乘误差。实例分析表明,对数母线型滚子凸度轮廓曲线的总误差为0.0071mm,相比文献[13]圆弧修正型凸度轮廓曲线的总误差精度有所提高。本文提出的方法可以有效实现轴承凸度轮廓误差的拟合与误差评定,验证了对数素线可以减小应力集中,提高轴承使用寿命。     

单一缺陷航天轴承的摩擦力矩判据

轴承套圈的圆度、表面粗糙度以及沟道形状误差都是影响灵敏轴承摩擦力矩的重要因素,以陀螺仪框架灵敏轴承为研究对象,对轴承外圈沟道形状误差、内圈沟道形状误差、内圈沟道圆度和内圈沟道表面粗糙度超差时的动态摩擦力矩进行了试验,运用Matlab,Fourier变换和小波分析等数学工具,通过对一些参数指标的计算和分析得出了辨别该轴承缺陷的初步判据。     

对数曲线轮廓度误差几何遍历搜索评定算法

结合平面曲线轮廓度误差评定的最小条件原则及对数曲线的几何特性,提出了基于几何遍历搜索的对数曲线轮廓度误差评定算法。首先,采用最小二乘法得到最小二乘对数曲线和最小二乘误差;其次,在最小二乘对数曲线上选取两个特征点作为参考点,并在并在参考点周围按一定规则布置一系列的辅助点;然后,以两个特征点周围的辅助点两两结合构造出一系列的辅助对数曲线,并计算所有测量点到辅助对数曲线的距离极差值;通过比较和判断,最终实现对数曲线轮廓度的最小区域评定。列出了该评定技术的详细原理和步骤,实例证明,与最小二乘法相比,该算法具有极高的评定精度,适用于一些误差精度要求较高的零件或设备的轮廓度误差评定。     

基于自适应区域搜索算法的圆度误差评定

根据圆度误差的几何特征,提出自适应区域搜索算法的圆度评定方法。首先根据待测圆轮廓点坐标确定初始圆心位置,以该圆心为中心确定搜索区域;然后根据自适应区域搜索算法,调节搜索区域,获得全局最优解。通过实例验证,该算法简单直观,易于编程,操作方便。与最小二乘法相比,圆度误差评定精度提高了14.5%,实现了圆度误差的精确评定,具有较好的实际指导意义。     

同轴度误差快速评定新算法

针对空间最小二乘拟合同轴度基准轴线算法效率较低的问题,提出一种同轴度误差快速评定新算法。根据空间最小二乘法拟合直线的思想,利用两次投影法,先将n个基准要素的轮廓圆心正截面投影到xo Y面上,求取拟合的基准轴线与xo Y面的交点,再将n个被测实际要素轮廓正截面圆心投影到xo Y面上,将三维问题转化为二维问题,进行同轴度误差评定。并对一组数据进行了MATLAB仿真,结果证明该算法准确,便捷且计算速度大幅度提高。     

基于LabVIEW的圆度误差多粒子群优化算法研究

在LabVIEW环境下实现了多粒子群优化算法评定圆度误差。在该算法中,每个粒子群彼此独立地搜索各自的最优解空间;最后从多粒子群的解族中求取最优解。该方法克服了标准粒子群求解时容易产生的“早熟”现象。并与最小二乘算法进行了比较,结果表明该算法优于最小二乘法。     

工件圆度误差测量不确定度评定

为了实现工件圆度误差的不确定度评定,对基于三坐标测量机的工件圆度轮廓数据的采样策略、圆度评定方法及不确定度评定方法进行研究。首先,根据工件圆度轮廓特征进行实验测量,获取不同工件的多个样本。接着,基于最小二乘法和微分进化优化算法对样本的圆度误差进行了误差评定。然后,在分析比较误差大小的基础上,说明了采用的采样策略和微分进化评定算法。最后,基于圆度误差评定结果运用了测量不确定度表示指南(GUM)和蒙特卡洛方法(MCM)进行不确定度评定。实验结果表明:微分进化算法与最小二乘法相比均值差最大达到1.1μm, MCM方法比GUM方法得到的标准不确定度均值小0.02μm。合理的采样点数、微分进化算法及MCM不确定度评定方法可以得到更稳定可靠、精度高的评定结果。     

基于误差转换及图像域的圆度评定方法

针对工程应用中圆度误差评定方法存在理论深奥、计算复杂、检测效率低且不适用于大容量采样点的问题,提出了一种基于误差转换及图像域的圆度误差评定方法。该方法首先将图像域测量得到的原始圆度误差进行转换,使其满足误差评定的要求;然后以最小二乘圆为起始圆,寻求半径或半径差的“极大中的极小”,通过对最小二乘圆进行小尺度平移,并用遗传算法得到该平移规划坐标,从而获得平移后的理想圆并求得圆度误差值;最后对某型号零件进行试验,试验结果与用三坐标测量得到的结果相吻合,表明该方法可以有效、正确地进行圆度误差的评定。     

圆柱表面重构基准的曲线拟合提纯法

提出了一种新的重构基准提取方法一曲线拟合法,即采用分离出的回转误差运动中一阶谐波分量代替偏心误差运动。试验表明,该方法是可行的,有效地解决了圆柱度测量中重构基准难以确定的问题。     

航空轴承非圆滚道的预变形加工技术

提出了在普通轴承磨床上,利用模具轮廓强制套圈毛坯预变形进行加工的原理和方法。根据非圆滚道的理论轮廓,考虑套圈弹性变形、套圈和模具的接触变形、以及模具本身的弹性变形,给出了超精密模具内轮廓尺寸的反算方法和过程,并对各种模具内轮廓形式产生的波形误差和椭圆度误差进行了比较,分析了加工过程中的磨削力及位置对滚道精度的影响。小批量试制表明：形状和尺寸精度都达到了规定的要求,表面质量得到了很大提高。该方法为降低新型轴承的加工成本、提高生产率和质量一致性提供了可靠的技术途径。     

图像处理技术检测微型冠状保持架形位误差

基于图像处理原理,提出了检测微型轴承冠状保持架多段冠状体圆度误差和同心度的方法。将显微视觉获取的保持架图像进行处理和边缘识别,对于识别得到的冠状体边缘点,运用最小二乘法得到拟合圆和圆心,从而计算出边缘点所形成的最大半径和最小半径,两者差值即为保持架冠状体的圆度误差;对于保持架各段冠状体圆弧,分别拟合出各自的圆心,进而求出保持架冠状体的同心度误差。     

圆柱滚子轴承旋转精度数值计算及试验研究

针对圆柱滚子轴承旋转精度,提出了轴承外圈径向跳动数值计算方法,并对外圈滚道形状误差进行了试验研究。根据轴承元件运动及几何关系,建立了轴承外圈径向跳动数值计算模型,分析了外圈滚道圆度误差幅值、圆度误差阶次、滚子个数以及径向游隙对轴承旋转精度的影响规律,并验证了模型的正确性。分析结果表明,外圈滚道圆度误差幅值对轴承旋转精度影响较大;当轴承外圈圆度误差阶次与滚子个数满足特定关系时,轴承旋转精度显著降低;对于外圈滚道圆度误差波形变化较剧烈的圆柱滚子轴承,滚子个数对其旋转精度影响较大。对轴承外圈滚道圆度误差试验研究结果表明,外圈滚道圆度误差服从正态分布;轴承外圈滚道圆度误差幅值随圆度误差阶次呈指数曲线变化;获得了外圈径向跳动与外圈滚道谐波分布参数的函数关系式,可用于外圈径向跳动的预测。     

基于圆心约束最小二乘圆拟合的短圆弧测量方法

坐标测量中通常采用最小二乘法拟合几何元素。测量短圆弧时,由于特征点数少,受到的噪声干扰大,测量精度难以保证。本文针对基于机器视觉系统的短圆弧测量,分析了采用最小二乘法多点测圆时,圆弧中心角对圆心及半径测量误差的影响,提出了圆心约束最小二乘圆拟合方法。利用本文的方法测量理论半径10mm,中心角20°的短圆弧,测量误差小于0.01mm。对比实验表明,利用圆心约束最小二乘圆拟合法测量短圆弧能有效提高拟合精度。     

Roundness error evaluation algorithm based on polar coordinate transform

A new method for roundness error evaluation using polar coordinate system, named as polar coordinate transform algorithm (PCTA), was presented in this paper. The algorithm first allocates a circular region around the least square circle center following certain rules, then calculates the polar radius for all measured points by translating polar coordinate system to each point in the region in turn, and finally obtains minimum circumscribed center point, maximum inscribed center point and minimum zone center point from comparing each polar radius relative to each polar coordinate system. With accurate center point, the algorithm could give more accurate roundness evaluation. In the paper, the process of PCTA was described in detail including the algorithm formula and flowchart. Theoretical calculation and testing results show that PCTA can evaluate roundness error effectually and accurately.     

求解最大内切圆的一种新方法

提出了一种求解最大内切圆的新方法,给出了最大内切圆圆心坐标值的计算公式,该方法的基本思路是:首先在被测轮廓上选取初始三点,并保证这三点构成一个锐角三角形;接下来通过给出的公式计算出这三点所在圆的圆心坐标值,被测轮廓各点到该圆心的距离序列;最后判断该圆半径是否等于上述距离序列中的最小值,如果条件不满足,用最短距离所对应的被测轮廓点代替上述三点之一,并保证新的三点仍然形成一个锐角三角形,然后重复上述计算和判断过程,直至条件满足。最后一次计算所得到的圆心恰好是被测轮廓的最大内切圆圆心,该方法的优点在于不存在原理误差,速度快,一般二、三次计算即可,给出了程序流程图。     

凸轮轴数控磨削轮廓误差分析与补偿

在分析国内外磨削加工误差分析与补偿研究现状基础上,针对X轴和C轴两轴联动的凸轮轴数控磨削的轮廓误差提出一种轮廓误差分析和补偿策略,以提高凸轮磨削加工精度。基于凸轮轴数控磨削的X-C联动运动模型,推导了由凸轮升程表到磨削加工位移表的数学模型;指出凸轮升程与轮廓的误差变化规律在趋势上具有一致性。基于最小二乘多项式方法对多次磨削加工实验的凸轮升程误差进行一系列拟合处理,得到稳定的、可重复的凸轮升程预测误差;将升程预测误差按一定比例反向叠加到理论升程表中,采用最小二乘多项式法进行光顺,得到光顺的虚拟升程表;利用虚拟升程表对同类型凸轮轴进行磨削加工实验。实验结果表明,砂轮架速度和加速度在机床伺服响应范围之内,凸轮最大升程误差与最大相邻误差降低,凸轮轮廓表面粗糙度值满足加工要求,从而证明该误差分析和补偿方法是正确可行的。