本文關(guān)鍵詞：彈性復(fù)合圓柱滾子軸承基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用研究　出處：《湖南大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：圓柱滾子軸承是一種重要的機(jī)械基礎(chǔ)件。隨著現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備復(fù)雜程度的日益提高,以及高速、重載、高精度等極端工作條件和使用要求的不斷提出,傳統(tǒng)的圓柱滾子軸承在使用中存在諸如傳動(dòng)精度不高、振動(dòng)噪音大、高速和重載下容易損壞等不足。工程上迫切需要綜合性能優(yōu)良的新型圓柱滾子軸承的出現(xiàn)。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目的資助下,提出了一種全新的彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的設(shè)計(jì)思想,發(fā)明了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承；對(duì)彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)組成原理、基本特性分析理論、通用設(shè)計(jì)方法與制造工藝等進(jìn)行了深入系統(tǒng)地研究。論文主要研究工作與創(chuàng)新性成果如下：(1)發(fā)明了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承。通過(guò)對(duì)實(shí)心圓柱滾子軸承和空心圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)組成和應(yīng)用情況的深入分析,找出了實(shí)心圓柱滾子軸承和空心圓柱滾子軸承在應(yīng)用中出現(xiàn)缺陷的結(jié)構(gòu)原因。通過(guò)創(chuàng)新圓柱滾動(dòng)體的結(jié)構(gòu),提出了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的設(shè)計(jì)思想,發(fā)明了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承。彈性復(fù)合圓柱滾子軸承既保留了實(shí)心圓柱滾子軸承和空心圓柱滾子軸承的優(yōu)點(diǎn),又克服了實(shí)心圓柱滾子軸承和空心圓柱滾子軸承的缺陷,為提高圓柱滾子軸承的綜合性能創(chuàng)造了條件。(2)建立了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承基本特性分析的理論。由于彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的概念為作者首次提出,相關(guān)理論體系為空白。為此,首次提出了有關(guān)彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的若干新概念,并對(duì)其物理意義作了完整的定義；以最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論為基礎(chǔ),建立了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的接觸強(qiáng)度條件；利用有限元分析模型,證明了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承接觸特性的優(yōu)越性,得出了彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體在內(nèi)壁彎曲疲勞壽命要高于空心圓柱滾動(dòng)體和深穴空心圓柱滾動(dòng)體的結(jié)論。對(duì)彈性復(fù)合圓柱滾子動(dòng)體接觸區(qū)域應(yīng)力沿軸向分布規(guī)律進(jìn)行了分析,表明設(shè)計(jì)合理的深穴結(jié)構(gòu)可以消除或減輕彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的“邊緣效應(yīng)”；確定了填充度和深穴結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)是彈性復(fù)合圓柱滾子軸承滾動(dòng)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù),為彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。(3)形成了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的通用方法。在彈性復(fù)合圓柱滾子軸承基本特性分析理論的基礎(chǔ)上,確定了滾動(dòng)體的填充度KT,滾動(dòng)體深穴邊緣尺寸參數(shù)α、c為彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)參數(shù),并在兩種不同工況下得出了填充度和深穴邊緣尺寸的優(yōu)化值。(4)設(shè)計(jì)了彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體的制造工藝,試制了第一批彈性復(fù)合圓柱滾子軸承。解決了彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體的同軸度、內(nèi)孔和深穴、材料填充的加工難點(diǎn)問(wèn)題；發(fā)明了滾動(dòng)體深穴尺寸的檢測(cè)工具；完成了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的樣品試制。為該軸承的工程化和后續(xù)相關(guān)試驗(yàn)提供了基礎(chǔ)。(5)建立了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的剛度分析模型并完成了剛度試驗(yàn)。建立了無(wú)預(yù)負(fù)荷和預(yù)負(fù)荷彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的靜態(tài)徑向剛度計(jì)算模型；設(shè)計(jì)了兩種軸承的剛度測(cè)試實(shí)驗(yàn),并對(duì)兩種軸承的剛度進(jìn)行了測(cè)試；分析了無(wú)預(yù)負(fù)荷和預(yù)負(fù)荷彈性復(fù)合圓柱滾子軸承靜態(tài)徑向剛度的計(jì)算值和試驗(yàn)值,驗(yàn)證了兩種軸承靜態(tài)徑向剛度計(jì)算模型的正確性。(6)對(duì)彈性復(fù)合圓柱滾子軸承應(yīng)用于印刷機(jī)滾筒支承的性能進(jìn)行了初步研究。研究表明：將預(yù)負(fù)荷彈性復(fù)合圓柱滾子軸承作為印刷滾筒的承載零件能有效改善印刷滾筒撓曲變形,提高印刷滾筒的承載性能。本文的理論和實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承設(shè)計(jì)思想的可行性,所得結(jié)論是進(jìn)一步研究彈性復(fù)合圓柱滾子軸承相關(guān)理論和工程應(yīng)用的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH133.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1332830