滾子軸承的旋轉(zhuǎn)精度主要受滾道圓度誤差、滾子幾何誤差、諧波階次、滾子個(gè)數(shù)、徑向游隙、負(fù)載狀態(tài)、材料質(zhì)量、加工精度、溫度和潤滑等多方面因素的綜合影響。

幾何誤差因素

滾道圓度誤差：這是影響軸承旋轉(zhuǎn)精度的主要因素之一，圓度誤差幅值越大，內(nèi)圈徑向跳動(dòng)值及其變化幅值都明顯增大，軸承旋轉(zhuǎn)精度隨之降低 。內(nèi)外滾道的圓度直接造成旋轉(zhuǎn)中心偏移，產(chǎn)生徑向擺動(dòng) 。

滾子幾何誤差：包括滾子的直徑差、圓度等，將直接影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度 。滾子直徑不一致和形狀誤差會(huì)使軸承產(chǎn)生有規(guī)律的誤差 。

諧波階次：低階諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)精度的影響較大，高階諧波對(duì)精度的影響較小 。當(dāng)諧波階次為滾子個(gè)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，內(nèi)圈最大徑向跳動(dòng)值為極大值 。

結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)因素

滾子個(gè)數(shù)：當(dāng)軸承滾子個(gè)數(shù)較少時(shí)，增加滾子個(gè)數(shù)可以提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度。圓錐滾子軸承的滾子個(gè)數(shù)一般在10到34個(gè)之間，滾子個(gè)數(shù)越多，軸承的負(fù)荷能力和旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性越高，旋轉(zhuǎn)精度也越好，但摩擦損失也會(huì)增加 。

徑向游隙：徑向游隙對(duì)軸承旋轉(zhuǎn)精度影響相對(duì)較小，但隨著游隙增大，內(nèi)圈徑向跳動(dòng)值會(huì)增大 。

工作狀態(tài)與環(huán)境因素

負(fù)載狀態(tài)：滾動(dòng)軸承在不同負(fù)載狀態(tài)下回轉(zhuǎn)精度存在差別，通常在大負(fù)載狀態(tài)下回轉(zhuǎn)精度會(huì)下降 。

溫度：溫度的變化對(duì)滾動(dòng)軸承的回轉(zhuǎn)精度也會(huì)產(chǎn)生很大的影響，高溫會(huì)使回轉(zhuǎn)精度下降 。

潤滑：良好的潤滑可以減小滾動(dòng)軸承的摩擦力，有助于提高回轉(zhuǎn)精度 。

材料與制造因素

材料質(zhì)量：滾動(dòng)軸承的材料質(zhì)量會(huì)影響其回轉(zhuǎn)精度，材料質(zhì)量越好，回轉(zhuǎn)精度也越高 。

加工制造精度：加工制造精度越高，回轉(zhuǎn)精度也越高 。

影響因素對(duì)比

滾道圓度誤差 圓度誤差幅值增大 → 徑向跳動(dòng)增大 → 精度降低

滾子幾何誤差 滾子直徑不一致/形狀誤差 → 產(chǎn)生規(guī)律性誤差

諧波階次 低階諧波影響大，整數(shù)倍滾子個(gè)數(shù)時(shí)影響最大

滾子個(gè)數(shù) 適量增加滾子個(gè)數(shù)可提高精度和穩(wěn)定性

負(fù)載 大負(fù)載狀態(tài)下精度下降

溫度 高溫使精度下降

材料 加工精度 質(zhì)量/精度越高，精度越高

潤滑 良好潤滑減小摩擦，提高精度

諧波階次的影響

諧波階次對(duì)滾子軸承旋轉(zhuǎn)精度具有顯著影響。研究表明，隨著諧波階次的增加，內(nèi)圈徑向跳動(dòng)幅值會(huì)減小，但當(dāng)諧波階次為滾子個(gè)數(shù)的整數(shù)倍時(shí)，內(nèi)圈最大徑向跳動(dòng)值會(huì)達(dá)到極大值。低階諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)精度的影響更大，因?yàn)榈碗A諧波的波峰和波谷能被滾子完全復(fù)現(xiàn)，而高階諧波由于節(jié)距小于滾子直徑，滾子只能接觸到波峰部分。

圓度誤差幅值的作用

內(nèi)圈滾道圓度誤差幅值是影響旋轉(zhuǎn)精度的主要因素之一。隨著圓度誤差幅值的增大，內(nèi)圈徑向跳動(dòng)值及其變化幅值都會(huì)明顯增大，導(dǎo)致軸承旋轉(zhuǎn)精度降低。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，圓度誤差幅值從0.020mm增加到0.060mm時(shí)，徑向跳動(dòng)值顯著增大，這會(huì)直接影響軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。

滾子數(shù)量的優(yōu)化

滾子數(shù)量對(duì)軸承旋轉(zhuǎn)精度有重要影響。當(dāng)滾子數(shù)量較少時(shí)，增加滾子個(gè)數(shù)可以顯著提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，因?yàn)橄噜彎L子間跨度減小，與滾道接觸的滾子數(shù)量增多。但隨著滾子數(shù)量繼續(xù)增加，這種改善效果會(huì)逐漸趨于平緩。在滾子個(gè)數(shù)從8個(gè)增加到14個(gè)的試驗(yàn)中，內(nèi)圈徑向跳動(dòng)歷程的周期和幅值都有所減少。

徑向游隙的影響

雖然徑向游隙對(duì)軸承旋轉(zhuǎn)精度的影響相對(duì)較小，但隨著徑向游隙的增大，內(nèi)圈徑向跳動(dòng)值會(huì)增大，內(nèi)圈最大徑向跳動(dòng)值近似呈線性增長趨勢(shì)。試驗(yàn)表明，徑向游隙從0.02mm增加到0.06mm時(shí)，雖然徑向跳動(dòng)歷程的周期和幅值無明顯變化，但總體跳動(dòng)值有所增加。

隔離塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

對(duì)于交叉圓柱滾子軸承，隔離塊結(jié)構(gòu)對(duì)重復(fù)定位精度有很大影響。傳統(tǒng)的隔離塊結(jié)構(gòu)與滾子為點(diǎn)接觸，在高速工況下容易歪斜，影響滾子回轉(zhuǎn)軌跡。改進(jìn)后的隔離塊設(shè)計(jì)可以提高軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性，特別是對(duì)回轉(zhuǎn)中心直徑較小的軸承，這種優(yōu)化尤為重要。

軸承剛度的考量

軸承在承受徑向、軸向載荷和傾覆力矩時(shí)，內(nèi)外圈會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移和傾斜，直接影響旋轉(zhuǎn)精度。設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)算軸承剛度，確定合適的初始游隙，以確保在外載荷作用下有足夠的抗變形能力。對(duì)于交叉圓柱滾子軸承，通常采用負(fù)游隙設(shè)計(jì)來控制內(nèi)部預(yù)緊。