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ZERO TRANSMISSION AND ITS APPLICATION IN HIGH SPEED CNC MACHINE TOOLS 被引量:4
1
作者 Zhang Bolin, Ma Ping, Xiao Shuhong ,Li Yiping, Xiao Zhanglin (Department of Mechanical and Electronical Engineering,Guangdong University of Technology) 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2000年第3期184-189,共6页
In order to realize high speed machining,the special requirements for the transmission and sturctrue of CNC machine tool have to be satisfied.A high speed spindle unit driven by a built-in motor is developed.An oil-wa... In order to realize high speed machining,the special requirements for the transmission and sturctrue of CNC machine tool have to be satisfied.A high speed spindle unit driven by a built-in motor is developed.An oil-water heat exchange system is used for cooling the spindle motor.The spindle is supported by Si_4N_3 ceramic ball angular contact bearings. An oil-air lubricator is used to lubricate and cool the spindle bearings.Some special structures are taken for balancing the spindle. 展开更多
关键词 High speed machining machine tool spindle Ceramic ball bearing\
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Effects of automatic variable preload device on performance of spindle 被引量:1
2
作者 KIM Dong-Hyeon LEE Choon-Man 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第1期150-154,共5页
To increase the machine accuracy by improving the stiffness of bearings,a preload was applied to bearings.A variable preload technology was necessary to perform machining processes in both low and high speed regions.A... To increase the machine accuracy by improving the stiffness of bearings,a preload was applied to bearings.A variable preload technology was necessary to perform machining processes in both low and high speed regions.An automatic variable preload device was fabricated using an eccentric mass.By installing the fabricated device on a spindle,the effect of the automatic variable preload device on the performance of the spindle was analyzed.In the results of the vibration measurement of the spindle,the vibration is increased by 20%-37% according to measurement points at the maximum rotation speed of 5 000 r/min.And,in the results of the noise measurement of the spindle,the spindle rotation speed is increased by about 1.9% and 1.5% at the front and side of the spindle,respectively.Based on the results of this analysis,an improved method that reduces such effects on the performance of the spindle is proposed. 展开更多
关键词 machine tool spindle automatic variable preload device VIBRATION noise
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数控机床主轴精密轴承装配技术研究
3
作者 孙井泉 姜华 《机械制造》 2024年第4期26-31,共6页
主轴单元是数控机床的核心功能部件,其装配质量影响着数控机床高速、高精密、高可靠性等性能指标,主轴单元的装配质量又受与之配套的轴承装配质量的影响。以某型主轴单元所配置的精密轴承为研究对象,分析装配技术,制订主轴单元装配流程... 主轴单元是数控机床的核心功能部件,其装配质量影响着数控机床高速、高精密、高可靠性等性能指标,主轴单元的装配质量又受与之配套的轴承装配质量的影响。以某型主轴单元所配置的精密轴承为研究对象,分析装配技术,制订主轴单元装配流程,并对主轴单元精度检测数据进行跟踪汇总。通过精密轴承装配得到的主轴单元,精度和性能均满足并优于设计要求,由此说明对数控机床主轴精密轴承装配技术的研究具有推广价值。 展开更多
关键词 数控机床 主轴 轴承 装配 研究
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基于SINUMERIK 808D数控系统的第三方伺服主轴控制
4
作者 冉雪莲 董丙顺 《自动化应用》 2024年第17期114-117,共4页
随着“中国智造”时代的到来,我国企业对制造装备的要求不断提高,对现有机床进行升级改造无疑是一种经济高效的选择。但数控系统对第三方产品的兼容性一直困扰着机床电气设计人员,为此,以国产加工中心改造为背景,阐述了西门子数控系统SI... 随着“中国智造”时代的到来,我国企业对制造装备的要求不断提高,对现有机床进行升级改造无疑是一种经济高效的选择。但数控系统对第三方产品的兼容性一直困扰着机床电气设计人员,为此,以国产加工中心改造为背景,阐述了西门子数控系统SINUMERIK 808D对第三方伺服主轴实现高精度控制的具体方法,以期为解决相关实际工程问题提供指导。 展开更多
关键词 SINUMERIK 808D 机床改造 第三方伺服主轴 可编程逻辑控制器 制造装备 高精度控制
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模糊自整定PID的液压马达驱动机床主轴速度控制研究 被引量:2
5
作者 赵鹏展 郭鹏远 黄贵川 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期111-114,118,共5页
液压马达驱动机床主轴系统具有参数时变和高度非线性,传统PID控制器控制精度不高。针对液压马达驱动机床主轴系统速度控制问题,采用模糊自整定PID控制器实现液压马达驱动机床主轴系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了液压... 液压马达驱动机床主轴系统具有参数时变和高度非线性,传统PID控制器控制精度不高。针对液压马达驱动机床主轴系统速度控制问题,采用模糊自整定PID控制器实现液压马达驱动机床主轴系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了液压马达驱动机床主轴系统模型简图,建立了液压马达驱动机床主轴系统数学模型。对传统PID控制器参数,用模糊控制器进行实时整定,开发了模糊自整定PID控制器。最后,采用MATLAB对液压马达驱动机床主轴系统进行仿真。同时,与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示:采用模糊自整定PID控制器的液压马达驱动机床主轴转速超调量小,具有更快的响应时间,跟踪精度高,同时系统能耗减少20%左右;即使受到较大随机干扰,模糊自整定PID控制器也能快速消除干扰,使机床主轴转速处于受控状态。采用模糊自整定PID控制器可以有效提高液压马达驱动机床主轴系统的动态稳定性以及抗干扰能力。 展开更多
关键词 模糊自整定 PID控制器 液压马达 机床主轴
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Determinate mathematical model of couple bearing force of magnetic-liquid suspension guide-way with complicate constraint 被引量:1
6
作者 Weng Gangmin Tian Xuefei +5 位作者 Zhao Jianhua Zhang Bin Wang Qiang Chen Tao Liu Jingcheng Gao Dianrong 《High Technology Letters》 EI CAS 2018年第4期440-448,共9页
Magnetic-liquid suspension guide-way system( MLSGS) is coupled supported by permanent magnetic suspension and hydrostatic bearing. The structure and bearing mechanism of MLSGS of heavy computer numerical control( CNC)... Magnetic-liquid suspension guide-way system( MLSGS) is coupled supported by permanent magnetic suspension and hydrostatic bearing. The structure and bearing mechanism of MLSGS of heavy computer numerical control( CNC) machine tools are introduced and the mathematical expression of bearing force of bearing unit is derived and it can be broken apart into six parts which sustains directly the coordinate components of broad external load,where the air gap of permanent magnet and hydrostatic oil film can be simplified as elastic supports,the compatibility equations of deformations for oil films and air gap are presented,and then the bearing capacity calculation of the bearing unit is transformed into a determinate problem. Considering the guide-way as a rigid body,the mathematics expression between the bearing unit's bearing force and the oil film variation is linearized,and the oil pocket's bearing capacity which bears different components of the external load is calculated separately. The six components of the bearing unit are added up,and the final general mathematics expression is derived. The proposed research offers a general simple method for calculating the bearing capacity of MLSGS with complicate constraint,which can be mastered simply by engineering designer and can improve design efficiency and accuracy. 展开更多
关键词 heavy computer numerical control(CNC)machine tool magnetic-liquid suspension guide-way system(MLSGS) bearing unit compatibility equations of deformation linear treatment
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Novel method for detection of anomalous structure characteristics of ID precision ultrathin monocrystalline silicon section cutting tool
7
作者 陈宗农 郭明 +1 位作者 王庆九 余学功 《Journal of Zhejiang University Science》 CSCD 2002年第3期263-267,共5页
The structure characteristics of ID precision ultrathin monocrystalline silicon section cutting machine tool spindle with force monitoring bearings functioning as force measuring sensors were detected with the new H... The structure characteristics of ID precision ultrathin monocrystalline silicon section cutting machine tool spindle with force monitoring bearings functioning as force measuring sensors were detected with the new Hilbert theory based signal wave envelope detection method, presented to replace the conventional hardware device in order to ensure that the signal is measured online with high fidelity. According to the probability of anomalous incidents in the cutting process, a mathematical recognition model has been designed and verified on an STC 22ID machine. 展开更多
关键词 machine tool spindle bearing Monocrystalline silicon section Signal analysis
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机床主轴用双列圆柱滚子轴承CAD/CAPP软件的开发
8
作者 张阗 李雪飞 +2 位作者 王玉国 张德颖 高武正 《轴承》 北大核心 2023年第12期32-38,共7页
阐述了以Visual Basic.NET为开发平台,中望CAD为图形处理软件的机床主轴用双列圆柱滚子轴承CAD/CAPP软件的开发思路和过程。介绍了该软件的主要模块、工作流程和操作界面,重点对数据库查询、主参数优化设计、生成设计说明书、链接图形... 阐述了以Visual Basic.NET为开发平台,中望CAD为图形处理软件的机床主轴用双列圆柱滚子轴承CAD/CAPP软件的开发思路和过程。介绍了该软件的主要模块、工作流程和操作界面,重点对数据库查询、主参数优化设计、生成设计说明书、链接图形处理软件、生成设计图纸与工艺图纸、生成草图与三维实体模型等功能进行说明,并给出了部分程序源代码,可作为其他类型轴承相关软件开发的参考。 展开更多
关键词 滚动轴承 圆柱滚子轴承 机床 主轴 计算机辅助设计 计算机辅助工艺设计 软件开发
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智能主轴技术发展综述 被引量:4
9
作者 李阗岐 李小虎 +2 位作者 万少可 闫柯 洪军 《轴承》 北大核心 2023年第1期1-11,共11页
主轴作为数控机床的核心部件,其智能化是未来的重点发展方向。对智能主轴的概念和发展现状进行了概括,并对目前智能主轴的相关研究进展进行了较全面的综述,描述了智能主轴的特点和未来发展方向,详细阐述了智能主轴的状态监测、多源信息... 主轴作为数控机床的核心部件,其智能化是未来的重点发展方向。对智能主轴的概念和发展现状进行了概括,并对目前智能主轴的相关研究进展进行了较全面的综述,描述了智能主轴的特点和未来发展方向,详细阐述了智能主轴的状态监测、多源信息融合以及状态决策和主动调控这3大功能,论述了智能主轴的发展局限性和面临的挑战,认为自顶向下设计、智能传感器和执行器、实时数据处理和决策、以预测为中心的控制和维护等潜在技术将进一步推动智能主轴的发展。 展开更多
关键词 滚动轴承 智能主轴 状态监测 信息融合 主动控制 数控机床 智能化传感器
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基于XGBoost-LSTM的数控机床主轴轴承故障预测方法研究 被引量:1
10
作者 赵恒喆 杨晓英 +2 位作者 石岩 杨逢海 杨欣 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第8期155-160,共6页
为实现数控机床主轴轴承的故障准确预测,提出一种将灰色关联度分析法、深度学习和残差滑动窗口分析相结合的故障预测方法。采取灰色关联度分析法对采集的设备状态变量进行特征筛选,在此基础上建立基于极端梯度提升树(eXtreme Gradient B... 为实现数控机床主轴轴承的故障准确预测,提出一种将灰色关联度分析法、深度学习和残差滑动窗口分析相结合的故障预测方法。采取灰色关联度分析法对采集的设备状态变量进行特征筛选,在此基础上建立基于极端梯度提升树(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)和长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络(XGBoost-LSTM)加权融合的轴承温度预测模型,通过设定报警阈值和规则,利用滑动窗口法对轴承温度预测模型的预测残差进行分析,实现对主轴轴承故障的准确预测,并通过实例验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 数控机床 主轴轴承 灰色关联度分析 XGBoost-LSTM 故障预测
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基于数字孪生控制的精密机床热误差模型 被引量:7
11
作者 宋飞虎 王梦柯 +1 位作者 尹静 吕长飞 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第3期391-398,共8页
已有的研究结果表明,机床的热误差约占其总加工误差的40%~70%,且机床越精密,其热误差所占比例就越大,因此,通过控制热误差以提升机床的加工精度很有必要。针对机床热误差模型的预测精度不高和泛化能力不强的问题,提出了一种引入主轴转速... 已有的研究结果表明,机床的热误差约占其总加工误差的40%~70%,且机床越精密,其热误差所占比例就越大,因此,通过控制热误差以提升机床的加工精度很有必要。针对机床热误差模型的预测精度不高和泛化能力不强的问题,提出了一种引入主轴转速,并可嵌入数字孪生控制系统的机床热误差建模方法。首先,对模糊聚类分析(FCA)、灰色关联分析(GCA)及主成分回归(PCR)方法进行了理论分析;然后,以某立式加工中心为对象,通过热特性实验,获得了转速图谱下的温度数据和热误差数据,并采用模糊聚类分析结合灰色关联分析的方法选取了其温度敏感点;最后,以主轴转速和温度敏感点的温升值为输入变量,采用PCR方法建立了机床热误差模型,并将其与多元线性回归(MLR)模型进行了效果对比。研究结果表明:相比于MLR模型,所建立的PCR模型的预测精度提升9.5%,证明该模型拥有更高的预测精度和更强的泛化能力;可将模型嵌入到数字孪生控制系统中,对机床进行实时热误差预测和热误差控制。 展开更多
关键词 数控机床加工误差 热误差控制 主成分回归分析 多元线性回归模型 主轴转速 温度敏感点 热特性实验
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新型角接触球轴承预紧装置设计
12
作者 李建平 许涛 +2 位作者 陈涛 高琛 陈玉立 《轻工机械》 CAS 2023年第5期60-66,共7页
为实现轴承预紧的动态调节,课题组设计了一种新型的主轴轴承自调节预紧装置。该装置采用对称性结构,可通过调整离心力的输出方向,来满足同向和背对背安装轴承的预紧力调节需求;并且能根据主轴转速变化,利用质量元件产生的离心力自动调... 为实现轴承预紧的动态调节,课题组设计了一种新型的主轴轴承自调节预紧装置。该装置采用对称性结构,可通过调整离心力的输出方向,来满足同向和背对背安装轴承的预紧力调节需求;并且能根据主轴转速变化,利用质量元件产生的离心力自动调整轴承预紧力;通过设计轴承变预载系统,对装置的运行机理进行了分析;利用ANSYS有限元仿真分析软件对装置进行接触非线性分析,研究了装置不同转速时的动态预紧性能。研究结果表明:该装置既能在低速时提供大的预紧力,又能在高速时以二次函数关系式的形式自动减少轴承的预载,具有很好的预紧性能。课题组的研究为轴承预紧结构的设计提供了新思路。 展开更多
关键词 机床主轴 滚动轴承 预紧力 离心力 接触非线性
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国内外机床主轴用脂润滑角接触球轴承应用性能对比试验
13
作者 彭秋阳 雷群 《轴承》 北大核心 2023年第12期20-25,共6页
轴承作为机床主轴的核心部件,对机床加工精度和效率具有重要的影响,但目前高端机床主轴的角接触球轴承仍依赖进口,缺少国内外轴承性能对比数据及应用案例,影响了国产化轴承的推广。结合用户需求与相关标准规范,对国内外脂润滑角接触球轴... 轴承作为机床主轴的核心部件,对机床加工精度和效率具有重要的影响,但目前高端机床主轴的角接触球轴承仍依赖进口,缺少国内外轴承性能对比数据及应用案例,影响了国产化轴承的推广。结合用户需求与相关标准规范,对国内外脂润滑角接触球轴承7014在机床主轴上的应用进行了对比,针对用户最关注的装配性、精度、静刚度、温升、抗振性、可靠性指标设计了试验方案,进行了轴承性能检测及轴承装机后的主轴台架和机床切削试验,对比分析发现国内轴承在综合性能上已达到或接近国外轴承。 展开更多
关键词 滚动轴承 角接触球轴承 机床 主轴 精度 刚度
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用于主轴热控制的水冷机设计
14
作者 李毅 陈国华 +2 位作者 夏铭 刘敦奇 左乾君 《机床与液压》 北大核心 2023年第1期95-100,共6页
为了有效抑制机床主轴发热,降低主轴热对机床精度的影响,提出一种用于主轴热控制的水冷机设计方法。根据机床主轴内部热源分布特点,制定机床水冷机的总体设计方案,并开发各功能子模块,在对水冷过程进行功能分析的基础上,提出机床水冷机... 为了有效抑制机床主轴发热,降低主轴热对机床精度的影响,提出一种用于主轴热控制的水冷机设计方法。根据机床主轴内部热源分布特点,制定机床水冷机的总体设计方案,并开发各功能子模块,在对水冷过程进行功能分析的基础上,提出机床水冷机的控制原理与方法。实验研究表明:机床水冷机可使主轴温度降低30%,热平衡时间缩短45%。 展开更多
关键词 主轴热控制 机床精度 水冷机设计
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自适应最小熵盲解卷积在轴承故障诊断中的应用
15
作者 杨智翔 陈彬强 +2 位作者 姚斌 李锋军 张雷雷 《工具技术》 北大核心 2023年第7期129-135,共7页
轴承是机床运行中最容易发生故障的关键部件之一,但其振动信号中的故障特征常被强噪声掩蔽,改进的最小熵盲解卷积是常用的特征提取方法。而MEDA的特征提取效果很大程度上取决于滤波器参数的选取,通过引入自相关函数的l_(1)范数均值指标... 轴承是机床运行中最容易发生故障的关键部件之一,但其振动信号中的故障特征常被强噪声掩蔽,改进的最小熵盲解卷积是常用的特征提取方法。而MEDA的特征提取效果很大程度上取决于滤波器参数的选取,通过引入自相关函数的l_(1)范数均值指标进行滤波器的自适应参数优化选择,进一步增强MEDA的自适应性。算例表明,所述方法的自适应性良好,可以有效恢复微弱的周期性冲击,借助包络解调谱分析实现故障诊断,在特征提取方面表现优异。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 最小熵解卷 自适应 数控机床
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精密机床主轴轴承新型预紧力控制器的研制 被引量:4
16
作者 陈宗农 乐可锡 +5 位作者 全永昕 应爱根 周桂如 郭明 董荣歌 周正国 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期52-56,共5页
对新研制的精密机床主轴轴承预紧力控制器的性能、力学强度及动态特性进行了理论分析,并对其控制性能及压力传递介质——液性塑料的物化性能进行了实验研究。理论分析与实验结果吻合良好。应用在明该控制器具有良好的控制性能,并获得国... 对新研制的精密机床主轴轴承预紧力控制器的性能、力学强度及动态特性进行了理论分析,并对其控制性能及压力传递介质——液性塑料的物化性能进行了实验研究。理论分析与实验结果吻合良好。应用在明该控制器具有良好的控制性能,并获得国家发明专利。 展开更多
关键词 机床 主轴 轴承 预紧力 控制器
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高速电主轴关键技术的研究 被引量:23
17
作者 肖曙红 张伯霖 +2 位作者 陈焰基 李志英 刘玉荣 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 1999年第12期5-10,共6页
高速加工技术能极大地提高生产率和降低生产成本,是21 世纪最有发展前途的先进制造技术之一。电主轴是实现机床高速化的核心部件,本文结合高速铣削用大功率电主轴开发课题,详细分析了高速主轴技术的现状、存在问题及解决方法。
关键词 高速机床 电主轴 油气润滑 轴承预紧 机床
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精密机床主轴轴承的预紧力控制 被引量:4
18
作者 郭明 陈宗农 王庆九 《工程设计学报》 CSCD 2001年第2期85-87,共3页
以 FL- 10 0 0型精密磨床主轴系统为对象 ,设计了一种精密机床主轴轴承预紧力实时控制系统 .根据实际工况 ,确定该机床的最佳预紧力 ,对其控制原理和控制算法的设计进行了分析 ,并以 FL- 10 0 0型精密磨床主轴系统为例验证了预紧力实时... 以 FL- 10 0 0型精密磨床主轴系统为对象 ,设计了一种精密机床主轴轴承预紧力实时控制系统 .根据实际工况 ,确定该机床的最佳预紧力 ,对其控制原理和控制算法的设计进行了分析 ,并以 FL- 10 0 0型精密磨床主轴系统为例验证了预紧力实时控制的可行性 . 展开更多
关键词 主轴 滚动轴承 控制 精密磨床 预紧力 精密机床 实时控制系统
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陶瓷轴承电主轴单元的设计与研究 被引量:14
19
作者 张珂 张玉 吴玉厚 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1185-1188,共4页
介绍了高速机床用电主轴优良特性及其应用现状·结合磨用电主轴单元的研制实践,探讨了高速电主轴单元设计制造中的结构布局型式设计,研究了电主轴轴承的选用,陶瓷轴承的力学性能分析和轴承轴向预负荷的确定,分析了电主轴单元的冷却... 介绍了高速机床用电主轴优良特性及其应用现状·结合磨用电主轴单元的研制实践,探讨了高速电主轴单元设计制造中的结构布局型式设计,研究了电主轴轴承的选用,陶瓷轴承的力学性能分析和轴承轴向预负荷的确定,分析了电主轴单元的冷却与润滑系统的设置·高速电主轴的性能试验表明,该型电主轴设计合理,动、静态性能指标符合要求,为其在高速机床上的实际应用提供一定的技术依据· 展开更多
关键词 高速机床 电主轴 设计 陶瓷轴承 振动 性能试验
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高速主轴用角接触球轴承旋滚比分析 被引量:6
20
作者 伍良生 刘振宇 +1 位作者 张威 杨庆坤 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期677-682,共6页
为了提高高速主轴用轴承的高速性能,提出了高速角接触球轴承的数学计算与分析模型.针对实际生产中工况的不同,分2种情况建立高速角接触球轴承分析计算模型,并将高速角接触球轴承的旋转打滑分析转化为旋滚比的分析.通过计算与分析,得... 为了提高高速主轴用轴承的高速性能,提出了高速角接触球轴承的数学计算与分析模型.针对实际生产中工况的不同,分2种情况建立高速角接触球轴承分析计算模型,并将高速角接触球轴承的旋转打滑分析转化为旋滚比的分析.通过计算与分析,得出高速角接触球轴承在不同工作条件下或选用不同轴承参数时,轴承旋滚比的变化规律及旋滚比与各参数之间的关系,为实际生产中不同工况下高速角接触球轴承的选则使用和轴承的参数优化设计提供了理论依据,并为机床高速主轴用支撑轴承的设计与优化提供了分析计算模型. 展开更多
关键词 数学模型 球轴承 机床主轴 旋滚比
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