本文關(guān)鍵詞：形位誤差對角接觸球軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律研究

  更多相關(guān)文章： 角接觸球軸承 形位誤差 擬靜力學 動態(tài)特性

【摘要】：角接觸球軸承以其高轉(zhuǎn)速、高精度和高剛度等優(yōu)點,廣泛地應用于機床主軸、航空發(fā)動機等轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。實際工程中,由于加工和裝配誤差以及運行環(huán)境的影響,軸承的幾何要素總是不同程度地存在著形位誤差。形位誤差若超過一定限度,會嚴重影響軸承的精度、剛度和壽命,甚至造成軸承卡死抱軸等事故。雖然現(xiàn)有的針對軸承形位誤差的研究已經(jīng)得出了定性的結(jié)論,但工程上仍缺乏能精確分析形位誤差對軸承動態(tài)特性影響規(guī)律的定量研究方法,所以有必要對此展開更深入的研究。本文分析了計入形位誤差影響的角接觸球軸承變形幾何關(guān)系,根據(jù)能量平衡導出了滾動體姿態(tài)角的計算公式,建立了不依賴于套圈滾道控制理論的角接觸球軸承擬靜力學分析模型。運用Newton法與Broyden法相結(jié)合的算法處理非線性方程組,對模型進行了求解。在此基礎(chǔ)上,研究揭示了套圈滾道圓度誤差、套圈之間的偏心與傾斜對角接觸球軸承接觸角、滾動體公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、旋滾比、接觸應力、剛度的影響規(guī)律,著重分析了不同工況下這些形位誤差對軸承跳動和壽命的影響規(guī)律,并從控制軸承跳動的角度提出了套圈滾道圓度誤差的允許范圍,從保障軸承壽命的角度分別提出了套圈偏心量和套圈傾斜角的允許范圍�；贛ATLAB開發(fā)了角接觸球軸承復合工況下性能分析軟件,實現(xiàn)了對形位誤差影響下角接觸球軸承動態(tài)特性的定量計算。通過典型計算實例,比較分析了所編軟件的計算結(jié)果與基于套圈滾道控制理論的計算結(jié)果。研究表明:本文方法克服了套圈滾道控制理論無法同時反映滾動體相對于內(nèi)、外圈滾道自旋運動的不足,計算結(jié)果更為合理。搭建了角接觸球軸承電主軸實驗臺,根據(jù)脈沖錘擊法測試了實驗電主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率。依次計算了主軸用角接觸球軸承的徑向剛度與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率。固有頻率的理論計算結(jié)果與實驗測試結(jié)果基本吻合,間接證明了本文角接觸球軸承分析方法的正確性。本文所做工作為角接觸球軸承以及與之配合的軸、軸承座形位公差的制定提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：角接觸球軸承 形位誤差 擬靜力學 動態(tài)特性
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第1章 緒論15-22
• 1.1 課題背景及研究意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究概況16-20
• 1.2.1 滾動軸承分析方法的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 滾動軸承形狀誤差的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.3 滾動軸承位置誤差的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 存在的問題20
• 1.4 研究的主要內(nèi)容20-22
• 第2章 考慮形位誤差的角接觸球軸承分析方法22-36
• 2.1 角接觸球軸承形位誤差分析22-24
• 2.1.1 形狀誤差22-23
• 2.1.2 位置誤差23-24
• 2.2 考慮形位誤差的角接觸球軸承力學模型24-30
• 2.2.1 角接觸球軸承的運動關(guān)系24-27
• 2.2.2 角接觸球軸承的變形幾何關(guān)系27-29
• 2.2.3 角接觸球軸承的受力分析29-30
• 2.3 角接觸球軸承力學模型的求解30-32
• 2.4 本文方法與套圈滾道控制理論的對比32-35
• 2.4.1 接觸角與接觸載荷的對比32-34
• 2.4.2 姿態(tài)角的對比34
• 2.4.3 旋滾比的對比34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 形狀誤差對角接觸球軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律研究36-49
• 3.1 套圈滾道圓度誤差階次對軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律36-40
• 3.1.1 套圈滾道圓度誤差階次對接觸角的影響36-37
• 3.1.2 套圈滾道圓度誤差階次對滾動體公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的影響37-38
• 3.1.3 套圈滾道圓度誤差階次對旋滾比的影響38-39
• 3.1.4 套圈滾道圓度誤差階次對接觸應力的影響39
• 3.1.5 套圈滾道圓度誤差階次對剛度的影響39-40
• 3.2 套圈滾道圓度誤差幅值對軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律40-44
• 3.2.1 套圈滾道圓度誤差幅值對接觸角的影響40-41
• 3.2.2 套圈滾道圓度誤差幅值對滾動體公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的影響41
• 3.2.3 套圈滾道圓度誤差幅值對旋滾比的影響41-42
• 3.2.4 套圈滾道圓度誤差幅值對接觸應力的影響42-43
• 3.2.5 套圈滾道圓度誤差幅值對剛度的影響43-44
• 3.3 軸承套圈滾道圓度誤差允許范圍的討論44-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第4章 位置誤差對角接觸球軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律研究49-61
• 4.1 套圈平行不對中對軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律49-52
• 4.1.1 套圈偏心量對接觸角的影響50
• 4.1.2 套圈偏心量對滾動體公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的影響50-51
• 4.1.3 套圈偏心量對旋滾比的影響51
• 4.1.4 套圈偏心量對接觸應力的影響51-52
• 4.1.5 套圈偏心量對剛度的影響52
• 4.2 套圈角度不對中對軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律52-55
• 4.2.1 套圈傾斜角對接觸角的影響52-53
• 4.2.2 套圈傾斜角對滾動體公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的影響53-54
• 4.2.3 套圈傾斜角對旋滾比的影響54
• 4.2.4 套圈傾斜角對接觸應力的影響54-55
• 4.2.5 套圈傾斜角對剛度的影響55
• 4.3 套圈綜合不對中對軸承動態(tài)特性的影響規(guī)律55-58
• 4.3.1 套圈綜合不對中對接觸角的影響56
• 4.3.2 套圈綜合不對中對滾動體公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的影響56-57
• 4.3.3 套圈綜合不對中對旋滾比的影響57
• 4.3.4 套圈綜合不對中對接觸應力的影響57-58
• 4.3.5 套圈綜合不對中對剛度的影響58
• 4.4 軸承位置誤差允許范圍的討論58-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第5章 角接觸球軸承性能分析軟件的開發(fā)61-67
• 5.1 軟件的結(jié)構(gòu)61-62
• 5.2 軟件的操作界面62-64
• 5.3 算例比較64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第6章 角接觸球軸承剛度的實驗研究67-72
• 6.1 實驗目的67
• 6.2 實驗原理67
• 6.3 實驗設(shè)備與儀器67-69
• 6.4 實驗步驟69
• 6.5 實驗結(jié)果分析與討論69-70
• 6.6 本章小節(jié)70-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-79
• 附錄A（攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文）79-80
• 附錄B（攻讀碩士學位期間所參加的科研項目）80-81
• 附錄C（攻讀碩士學位期間所獲得的軟件著作權(quán)）81

【參考文獻】

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本文編號：1009959