深溝球軸承是一種重要的機(jī)械基礎(chǔ)件,其結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,是生產(chǎn)最普遍,應(yīng)用最廣泛的一種滾動(dòng)軸承。深溝球軸承中鋼球與內(nèi)圈的接觸區(qū)域固定,表面接觸點(diǎn)受高頻次的接觸應(yīng)力,壓力面上產(chǎn)生附加的較大滑動(dòng),引起鋼球磨損加劇。因此,提高軸承使用壽命對(duì)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展尤為重要。本文提出一種V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu),并通過理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)新型軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,同時(shí)借用虛擬加工對(duì)V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工分析。為了確定V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu)參數(shù),首先,深入分析V型內(nèi)圈軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的鋼球運(yùn)動(dòng)情況,建立鋼球在垂直V型槽面與沿V型槽面的動(dòng)力學(xué)方程,得到鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免打滑即純滾動(dòng)的條件;在純滾動(dòng)的研究基礎(chǔ)上,建立鋼球與內(nèi)外圈接觸時(shí)三個(gè)接觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程,分析鋼球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,分析V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu)參數(shù)與鋼球運(yùn)動(dòng)參數(shù)的關(guān)系,得到影響鋼球表面接觸面積的主要參數(shù),為后續(xù)的仿真做準(zhǔn)備。應(yīng)用ADAMS對(duì)V型內(nèi)圈軸承進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,對(duì)自轉(zhuǎn)角速度、自轉(zhuǎn)角、接觸軌跡等仿真結(jié)果進(jìn)行分析;并運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)鋼球表面接觸軌跡理論進(jìn)行數(shù)值仿真,得出鋼球表面形成的接觸點(diǎn)分布模型;將運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,確定對(duì)鋼球表面接觸面積影響較大的內(nèi)圈結(jié)構(gòu)參數(shù),初步確定V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)初步確定的V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工,借助CAD軟件生成刀具軌跡路線,生成數(shù)控程序,結(jié)合虛擬加工軟件VERICUT對(duì)內(nèi)圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真加工分析,將加工后的零件與理論模型進(jìn)行對(duì)比分析,得到符合精度要求的內(nèi)圈結(jié)構(gòu);結(jié)合數(shù)控程序加工出內(nèi)圈結(jié)構(gòu),搭建軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái),采用高速攝影技術(shù)記錄鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)情況,并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,觀察到鋼球按照一定的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行偏轉(zhuǎn),驗(yàn)證仿真及理論的合理性。本文提出了新型軸承內(nèi)圈結(jié)構(gòu),通過改變內(nèi)圈與鋼球的接觸方式,增大鋼球表面的接觸面積,對(duì)提高軸承的壽命具有一定的意義。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH133.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 特殊結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鋼球運(yùn)動(dòng)特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 虛擬加工技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其鋼球運(yùn)動(dòng)特性研究
    2.1 球軸承V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
    2.2 V型內(nèi)圈軸承鋼球滾動(dòng)特性分析
        2.2.1 垂直V型面鋼球動(dòng)力學(xué)分析
        2.2.2 沿V型面鋼球動(dòng)力學(xué)分析
    2.3 V型內(nèi)圈軸承鋼球運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析
        2.3.1 鋼球運(yùn)動(dòng)方程的確立
        2.3.2 鋼球表面接觸軌跡理論分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 V型內(nèi)圈球軸承運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析
    3.1 V型內(nèi)圈軸承運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析
        3.1.1 V型內(nèi)圈軸承運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立
        3.1.2 V型內(nèi)圈軸承仿真參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.2 鋼球滾動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真結(jié)果
        3.2.1 鋼球自轉(zhuǎn)角速度隨時(shí)間變化的曲線
        3.2.2 自轉(zhuǎn)角的變化曲線
        3.2.3 三接觸點(diǎn)處鋼球接觸軌跡曲線
    3.3 鋼球表面接觸軌跡MATLAB仿真
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于VERICUT的 V型內(nèi)圈虛擬加工及實(shí)驗(yàn)
    4.1 VERICUT軟件簡介及優(yōu)化模型建立
        4.1.1 虛擬加工流程
        4.1.2 VERICUT的軟件功能特點(diǎn)
        4.1.3 切削速度優(yōu)化模型的建立
    4.2 V型內(nèi)圈數(shù)控仿真環(huán)境的構(gòu)建
        4.2.1 NX中程序的生成
        4.2.2 VERICUT中虛擬加工環(huán)境的構(gòu)建
        4.2.3 VERICUT虛擬加工結(jié)果及優(yōu)化分析
    4.3V型內(nèi)圈結(jié)構(gòu)鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 新軸承的設(shè)計(jì)與加工
        4.3.2 軸承實(shí)驗(yàn)條件的確定
        4.3.3 軸承實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
致謝

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本文編號(hào)：2859702