陶瓷球軸承比傳統(tǒng)鋼球軸承具有更高極限轉(zhuǎn)速、更高工作溫度、較低潤滑要求、更長疲勞壽命和更復(fù)雜運(yùn)行工況適應(yīng)性等。隨著轉(zhuǎn)速的提高軸承內(nèi)部摩擦發(fā)熱急劇增加,過多的熱量會導(dǎo)致軸承運(yùn)行工況變惡劣、性能參數(shù)改變,這些直接影響到旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)行精度和性能。因此,對陶瓷球軸承進(jìn)行熱分析,探明軸承的發(fā)熱機(jī)理、熱傳導(dǎo)過程以及溫度場分布,對陶瓷球軸承的合理選用、分析、優(yōu)化設(shè)計和制造都具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文同時考慮球在內(nèi)外圈的摩擦行為,用擬動力學(xué)理論求解出陶瓷球軸承的接觸載荷、接觸角、球自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)角速度等運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)。在求解過程中,更精確地擬合部分中間參數(shù)以提高計算精度和效率。根據(jù)前一步求得的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)分別計算出單個陶瓷球在內(nèi)、外圈的自旋角速度、自旋摩擦力矩和自旋摩擦功率。將所有陶瓷球整體的自旋摩擦功率等效為面熱源,建立陶瓷球軸承熱分析有限元模型并對其進(jìn)行熱分析。在用文獻(xiàn)中試驗(yàn)數(shù)據(jù)對該有限元模型有效性進(jìn)行驗(yàn)證后,分別研究了軸向載荷、內(nèi)圈轉(zhuǎn)速、摩擦系數(shù)這三個重要工況參數(shù)對陶瓷球軸承自旋角速度、自旋摩擦力矩、自旋摩擦功率和溫升的影響規(guī)律。結(jié)果顯示,在一定范圍內(nèi),適當(dāng)增加軸向載荷能減少球在內(nèi)圈自旋角速... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 概述
        1.1.1 陶瓷球軸承優(yōu)越性
        1.1.2 陶瓷球軸承熱分析的必要性
    1.2 陶瓷球軸承發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.1 陶瓷球軸承國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.2 陶瓷球軸承熱分析的研究狀況
        1.2.3 本課題組近年研究狀況
    1.3 有限元法基本思想及其用于軸承熱分析的可能性
        1.3.1 有限元法基本思想
        1.3.2 有限元法在熱分析中的應(yīng)用
        1.3.3 有限元軟件ABAQUS 對軸承進(jìn)行熱分析的實(shí)現(xiàn)
    1.4 擬研究的主要內(nèi)容
第二章 陶瓷球軸承的擬動力學(xué)分析
    2.1 接觸特性
        2.1.1 坐標(biāo)系的選取
        2.1.2 接觸變形
        2.1.3 擬動力學(xué)分析的數(shù)學(xué)模型
        2.1.4 變形協(xié)調(diào)幾何關(guān)系
    2.2 零滑動線位置的確定
    2.3 摩擦力和摩擦力矩的平衡方程
        2.3.1 摩擦力和摩擦力矩的計算
        2.3.2 摩擦力的平衡方程
        2.3.3 摩擦力矩的平衡方程
    2.4 擬合K(e)、L(e)和k 隨主曲率函數(shù)的變化
    2.5 本章小結(jié)
第三章 陶瓷球軸承溫升分析有限元模型
    3.1 軸承發(fā)熱及發(fā)熱功率計算
        3.1.1 陶瓷軸承內(nèi)部溫度主要決定因素
        3.1.2 軸承發(fā)熱功率的計算方法
    3.2 軸承溫升分析有限元模型的建立
        3.2.1 軸承模型的簡化
        3.2.2 自旋摩擦功率的加載
        3.2.3 軸承仿真模型的建立
    3.3 陶瓷球軸承溫升分析有限元模型驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第四章 陶瓷球軸承的溫升分析結(jié)果與討論
    4.1 軸向載荷對陶瓷軸承溫升的影響
    4.2 內(nèi)圈轉(zhuǎn)速對陶瓷軸承溫升的影響
    4.3 摩擦系數(shù)對陶瓷軸承溫升的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]混合陶瓷角接觸球軸承溫度場分布的有限元分析[D]. 曹永.天津大學(xué) 2008



本文編號：3177725