球軸承—螺旋錐齒輪系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)分析
本文關(guān)鍵詞：球軸承—螺旋錐齒輪系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)分析
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【摘要】：球軸承-螺旋錐齒輪系統(tǒng)作為典型的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備,以其承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn),廣泛地運(yùn)用到汽車、航空航天、船舶、國(guó)防等領(lǐng)域。球軸承-螺旋錐齒輪系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜,系統(tǒng)的內(nèi)外部激勵(lì)來源多,任一零部件的性能和工況的變化都將極大的影響到系統(tǒng)整體。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)朝著高速、重載、精密及高可靠性發(fā)展,建立盡可能符合工程實(shí)際的球軸承-螺旋錐齒輪系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)分析模型顯得愈發(fā)迫切和重要。本文來源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高性能滾動(dòng)軸承-螺旋錐齒輪系統(tǒng)柔性多體接觸動(dòng)力學(xué)研究”(11462008)。結(jié)合MBD(多體動(dòng)力學(xué))和FEA(有限元分析)方法,建立了考慮軸承油膜潤(rùn)滑效果和螺旋錐齒輪彈性變形的球軸承-螺旋錐齒輪剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)分析模型,并進(jìn)行了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析,論文的主要研究工作如下：(1)結(jié)合Hertz接觸理論和彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論(EHL),考慮軸承動(dòng)力潤(rùn)滑作用,計(jì)算了角接觸球軸承鋼球與套圈滾道、保持架之間的等效接觸剛度。建立角接觸球軸承多剛體動(dòng)力學(xué)分析模型,對(duì)比分析了干接觸和潤(rùn)滑接觸狀態(tài)下球軸承內(nèi)部的接觸載荷分布規(guī)律�？紤]潤(rùn)滑油膜剛度參數(shù),分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況條件對(duì)球軸承保持架動(dòng)力學(xué)性能的影響,計(jì)算發(fā)現(xiàn)保持架穩(wěn)定性隨著轉(zhuǎn)速和載荷的增大而降低,但保持架打滑率隨著轉(zhuǎn)速增大而增大,隨著載荷增大而減小。(2)根據(jù)螺旋錐齒輪的加工原理,推導(dǎo)了球面漸開線和螺旋引導(dǎo)線的數(shù)學(xué)方程,實(shí)現(xiàn)了錐齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì),完成了螺旋錐齒輪三維實(shí)體建模。運(yùn)用有限元仿真分析方法,建立了5對(duì)嚙合的螺旋齒六面體網(wǎng)格模型,根據(jù)輪齒加載接觸方法,進(jìn)一步計(jì)算獲得了單齒嚙合接觸剛度,為考慮螺旋齒面多齒嚙合的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系的齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)�；邶X輪裝配關(guān)系,對(duì)嚙合接觸狀態(tài)下的螺旋錐齒輪進(jìn)行了模態(tài)分析,得到了齒輪相應(yīng)的振動(dòng)頻率和典型振型。(3)基于C-B模態(tài)集成耦合法,結(jié)合有限元方法,建立了螺旋錐齒輪的柔性體模型�？紤]球軸承內(nèi)部多體動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系和螺旋齒多齒嚙合的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系,建立了球軸承-螺旋錐齒輪系統(tǒng)的剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力學(xué)分析模型,對(duì)比計(jì)算分析了定工況和變工況條件下球軸承-螺旋錐齒輪的動(dòng)力學(xué)特性,得出了齒輪振動(dòng)位移、振動(dòng)加速度、齒輪接觸力、球軸承內(nèi)部接觸力和保持架的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)軌跡等計(jì)算結(jié)果,計(jì)算結(jié)果表明,齒輪質(zhì)心振動(dòng)位移受保持架轉(zhuǎn)速頻率的影響。鋼球與滾道的接觸力主要受轉(zhuǎn)速的影響,而負(fù)載的影響較小。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.41
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4 聞U，
本文編號(hào)：1251451
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