赵彦玲，云子艳，向敬忠，崔思海，夏成涛

（哈尔滨理工大学机械动力工程学院，黑龙江哈尔滨150080）

钢球全表面展开机构模型建立及其运动分析

赵彦玲，云子艳，向敬忠，崔思海，夏成涛

（哈尔滨理工大学机械动力工程学院，黑龙江哈尔滨150080）

针对镜面钢球缺陷检测装置中的球体全表面展开问题，建立展开机构接触模型并对球体运动进行分析，证明展开机构结构合理可行。首先由坐标变换建立数学模型，基于Matlab对模型空间接触位置进行计算，将展开运动合理简化，得到钢球和展开轮之间转动的同步关系；其次，对展开运动过程进行等效变换，寻找传动过程中能使钢球稳定展开的最优参数关系；最后，依据迭代法对球面上点的运动轨迹进行数值仿真，获得其具体规律为偏角固定的螺旋线。最终结果表明展开机构能够实现球体的全表面展开。

镜面钢球；全表面展开；接触模型；同步；等效变换；螺旋线

钢球是最常见的轴承滚动体，它的表面质量对轴承性能及寿命至关重要［1］，目前国内大部分厂家沿用了传统的人工检测［2］。随着现代制造业的发展，人工检测在精度和效率上已难以满足市场需求，高效、高精的钢球表面无损自动检测设备［3⁃4］的研发，成为亟待解决的问题。

随着国外钢球检测技术的日渐成熟［5⁃6］，国内学者也对此进行了深入探索。华宣积、赵刚、潘洪平等学者分别建立了较为精确的球面展开数学模型，进行了详尽的理论分析［7⁃9］；由于这些模型涉及参数较多，难以确定展开机构中各参数选取依据；……