本文關(guān)鍵詞：基于真實(shí)粗糙表面的滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動(dòng)軸承的承載能力設(shè)計(jì)是以Hertz理論為基礎(chǔ)的,而Hertz理論僅僅適用于兩個(gè)光滑表面之間的靜態(tài)干接觸。但滾動(dòng)軸承的滾子與滾道表面不可能是絕對(duì)光滑的;與此同時(shí),由于表面粗糙度的存在,還會(huì)引起滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的時(shí)變效應(yīng)。因此,基于混合彈流潤(rùn)滑理論,探討滾動(dòng)軸承接觸表面的粗糙度效應(yīng)是完全必要的。本文首先應(yīng)用表面粗糙度輪廓測(cè)量?jī)x實(shí)測(cè)了具有橫向紋理的圓盤試件的表面粗糙度數(shù)據(jù);然后,運(yùn)用傅里葉非線性變換擬合出粗糙度函數(shù),并將其疊加到油膜厚度方程中,從而建立了滾動(dòng)軸承混合熱彈流潤(rùn)滑模型。基于此模型,在固定潤(rùn)滑油參數(shù)和滾動(dòng)軸承參數(shù)不變的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變接觸表面的粗糙度數(shù)據(jù),應(yīng)用多重網(wǎng)格法等數(shù)值方法,針對(duì)重載工況共進(jìn)行了315組數(shù)值計(jì)算,定量分析了表面粗糙度對(duì)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑特性的影響。綜合本文研究成果,可得出如下結(jié)論:(1)粗糙表面接觸時(shí)的壓力分布及其次表面應(yīng)力分布與Hertz分布相比具有較大差異,且粗糙度越大,彼此之間的差異就越明顯。(2)由于表面橫向粗糙紋理的“泵效應(yīng)”影響,粗糙表面接觸時(shí)的平均油膜厚度hav,r始終大于光滑表面接觸時(shí)的膜厚值hav,s;且粗糙度σ越大,hav,r與hav,s的差異就越大。(3)為了保證滾動(dòng)軸承的使用壽命,要通過(guò)合理選擇潤(rùn)滑油粘度或適當(dāng)提高滾動(dòng)軸承加工精度等措施,盡量保證油膜比厚λ1.5,這里λ被定義為hav,r與σ的比值,即λ=hav,r/σ。(4)滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)與綜合粗糙度σ密切相關(guān)。隨著σ的不斷增大,其潤(rùn)滑狀態(tài)由全膜潤(rùn)滑(λ3),逐漸過(guò)渡到混合潤(rùn)滑狀態(tài)(1≤λ≤3);如果表面粗糙度σ繼續(xù)增大,其潤(rùn)滑狀態(tài)則變?yōu)檫吔鐫?rùn)滑(λ1);相應(yīng)地,接觸載荷由潤(rùn)滑油膜主要承擔(dān),逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓾?rùn)滑油膜和表面粗糙峰聯(lián)合承擔(dān),直到由粗糙峰主要承擔(dān)。(5)接觸區(qū)次表面主剪應(yīng)力最大值τmax,r與綜合粗糙度σ之間呈拋物線關(guān)系。對(duì)于本文所探究的滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)工況而言,當(dāng)σ0.1(μm)時(shí),τmax,r小于光滑表面接觸時(shí)次表面主剪應(yīng)力最大值τmax,s;當(dāng)0.1≤σ≤0.4(μm),τmax,r僅比τmax,s大5%左右;但當(dāng)σ≥0.6(μm)時(shí),二者相差15%以上。此外,本文還通過(guò)對(duì)大量數(shù)值計(jì)算結(jié)果的回歸分析,針對(duì)重載工況,分別建立了滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)力、平均油膜厚度與綜合粗糙度之間的理論公式。這些公式的建立,對(duì)完善滾動(dòng)軸承接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)具有積極意義。
【關(guān)鍵詞】：重載 滾動(dòng)軸承 橫向粗糙紋理 實(shí)測(cè)粗糙度 潤(rùn)滑效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 符號(hào)說(shuō)明8-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 引言12
• 1.2 滾動(dòng)軸承彈流潤(rùn)滑理論發(fā)展闡述12-13
• 1.3 滾動(dòng)軸承彈流潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算方法13-15
• 1.4 滾動(dòng)軸承傳動(dòng)的粗糙度效應(yīng)研究15-16
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 研究模型及其基本方程的構(gòu)建18-36
• 2.1 滾動(dòng)軸承研究模型的構(gòu)建18-19
• 2.2 滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算19-21
• 2.3 表面粗糙度函數(shù)方程的構(gòu)建21-24
• 2.3.1 表面粗糙度輪廓測(cè)量?jī)x簡(jiǎn)介21-22
• 2.3.2 圓盤試件的測(cè)量22
• 2.3.3 粗糙度函數(shù)的擬合22-24
• 2.4 基本方程24-30
• 2.5 量綱一化的基本方程30-36
• 第三章 數(shù)值分析方法36-54
• 3.1 接觸表面壓力分布計(jì)算36-43
• 3.1.1 計(jì)算原理闡述36-38
• 3.1.2 各基本方程的離散及其對(duì)應(yīng)的缺陷方程38-41
• 3.1.3 壓力的松弛迭代41-42
• 3.1.4 載荷方程的應(yīng)用42-43
• 3.2 多重網(wǎng)格積分法43-46
• 3.2.1 多重網(wǎng)格積分法概述43
• 3.2.2 計(jì)算彈性變形43-45
• 3.2.3 向多層網(wǎng)格推廣45-46
• 3.3 逐列掃描法46-51
• 3.3.1 逐列掃描法網(wǎng)格劃分原理46-47
• 3.3.2 逐列掃描法的應(yīng)用47-51
• 3.4 滾動(dòng)軸承混合熱彈流潤(rùn)滑數(shù)值分析總流程51-54
• 第四章 表面粗糙度對(duì)滾動(dòng)軸承混合熱彈流潤(rùn)滑的影響54-80
• 4.1 接觸區(qū)次表面應(yīng)力分布計(jì)算54-56
• 4.2 重載滾動(dòng)軸承混合彈流潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算結(jié)果及分析56-80
• 4.2.1 數(shù)值計(jì)算結(jié)果56-73
• 4.2.2 計(jì)算結(jié)果及其分析73-76
• 4.2.3 計(jì)算結(jié)果的回歸分析76-80
• 第五章 研究結(jié)論與展望80-82
• 5.1 主要研究結(jié)論80-81
• 5.2 不足與展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-88
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文88

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本文編號(hào)：268938