滚动轴承用于支承轴及轴上零件，作为各类机械传动系统中最重要的部件之一，其精度高低直接影响设备性能。旋转灵活性作为滚动轴承的重要参数，影响轴承的使用寿命，噪声和振动等。旋转灵活性检测便是判断滚动轴承旋转灵活性好坏的有效途径。传统轴承灵活性检测依靠人工检测，根据检验员的工作经验评定其好坏，该测量方法无法保证测量的准确性与可靠性，本文针对人工检测可靠性差的问题设计了轴承旋转灵活性检测机构。该机构主要分为三个部分进行设计检测方式、气源驱动系统、轴承固定机构。检测方式是基于帧差法对运动目标的检测，驱动系统使用高压气来提供轴承外圈旋转所需要的力，对应不同类型的轴承可以调节压力改变驱动力大小；轴承固定机构用来固定轴承内圈以及定位。检测原理通过高帧率的摄像头拍摄轴承外圈的自由旋转运动，将该视频实时传输至计算机，运用帧差法计算轴承外圈在断开气源后受惯性而自由旋转直至停止的这段时长。记录各个轴承的旋转时长与合格轴承的时长相比较，就可以删选出合格与不合格的产品。
目录
1绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2研究意义 1
1.2滚动轴承旋转灵活性检测的发展现状 2
1.2.1旋转灵活性检测方法 2
1.2.2旋转灵活性检测机构 2
1.3本文基本内容 4
1.4本章小结 4
2检测方案设计 5
2.1检测方法研究 5
2.1.1旋转灵活性参数化测量研究 5
2.1.2旋转灵活性合格与否判断方法 5
2.2旋转时长测量方式 5
2.2.1运动目标检测概述 6
2.2.2检测方法 6
2.3检测方法选取 7
2.3.1帧差法原理 7
2.3.2算法步骤 7
2.4测量流程 8
2.5本章小结 8
3轴承固定机构 10
3.1轴承内圈固定方式 10
3.2可调倾斜角度底座设计 11
3.2.1蜗轮蜗杆材料及类型选择 12
3.2.2蜗轮蜗杆设计计算 12
3.3本章小结 14
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4气源驱动系统设计 15
4.1气压传动设计 15
4.1.1气源驱动对比电动机驱动优点 15
4.1.2气动系统组成 15
4.1.3驱动控制 16
4.2轴承旋转所需驱动力计算 17
4.2.1轴承摩擦力矩计算 17
4.2.3输出驱动力计算 21
4.3本章小结 21
5喷气嘴移动底座设计 22
5.1X轴直线滑台设计 22
5.1.1导轨副的选型与计算 22
5.1.2传动链的设计计算 24
5.1.3滚珠丝杠螺母副的选型 26
5.1.4传动效率的计算 27
5.1.5刚度计算 27
5.1.6压杆稳定性校核 29
5.1.7固定与支撑座的选型 29
5.2 Z轴直线滑台设计 30
5.2.1齿轮的设计 30
5.2.2齿轮强度计算 30
5.2.3齿条的设计 31
5.3本章小结 32
6测量设备及支架设计 33
6.1测量设备 33
6.2支架设计 33
7设备机架设计 35
总结 36
参考文献 37
致谢 38
1绪论
1.1课题研究背景及意义
1.1.1研究背景
滚动轴承是机械传动系统中的主要零件之一，其具有摩擦阻力小、旋转精度高、启动灵敏、效率高和易于互换等优点[1]。广泛应用于风力发电机组、高速铁路和电动机等。作为旋转机械中的重要零件，其故障不仅限于引起机械系统的异常振动，也严重影响设备的工作性能，如精度、可靠性、寿命等[2]。
轴承在实际使用中主要起到一个支撑作用，作为一个荷载体的存在，要求该零件在运行的过程中保持一定的灵活度；如果在安装过程中没有做到很好的清洁措施，在轴承的滚道、滚动体及保持架兜孔内留有异物；或者轴承的原始游隙较小，就会导致轴承在装配成品后卡住无法正常转动。为了能够避免在使用过程中的麻烦，对轴承成品进行检测非常重要，轴承检测机构便是判断产品是否合格的工具。
轴承成品的检测项目有：径向游隙、旋转灵活性、振动性能（加速度型，速度型，峰值等）、启动力矩或摩擦力矩等[35]。其中滚动轴承旋转灵活性是影响机械系统运转性能的主要因素之一，它是指轴承的滚动体与其配合的内外套圈滚道转动的灵活程度，主要和滚动体与内、外圈滚道的圆度及清洁度，径向游隙和装入的滚子直径偏差等因素有关。轴承旋转灵活性不好会对噪声、震动及使用寿命产生影响。对旋转灵活性检测要求为：旋转过程要平稳灵活、轻快、无滞阻能保持一段时间[6]。
旋转灵活性检测是决定准配后的轴承是否合格的一个重要环节，尤其对于高精密轴承，如：陀螺仪轴承、高精密数控车床中的轴承、航空航天使用的轴承。
1.1.2研究意义
轴承工业的发展水平代表着一个国家机械工业的发展水平，发达国家如德国本、瑞典能够对轴承各项参数在自动装配线中进行百分百检测[78]。随着我国装备制造业的转型升级，高精密轴承成为装备制造业发展的核心制约因素。目前国内的大部分轴承生产企业的加工检测水平还相当落后，尤其在产品检测方面，如本文的轴承旋转灵活性检测，仍在采用传统的手工检测，依靠工人的工作经验判被测件的合格与否，这种放啊测量精度低，受人的影响因素较大，判断可靠性差。 轴承旋转灵活性检测作为轴承检测中的重要环节，依靠人工检测会花费大量的人力和时间。为了实现更高效的检测，为此设计一种能实现自动定位夹紧及检测，具备数据采集、处理、分析功能的轴承旋转灵活性检测机构是十分必要的。该检测机构的设计将大幅度提高检测的效率和精度，减小劳动力和劳动强度，减少人为失误，提高产品合格率和产品品质。

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