本文關(guān)鍵詞：角接觸球軸承的熱特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動軸承是機械行業(yè)中最普通、應用最廣的零部件,在機械設備中起著至關(guān)重要的作用。工程實際中,滾動軸承由于發(fā)熱而引起的失效嚴重影響設備的正常工作。因此,對軸承的溫度場研究至關(guān)重要。本文以角接觸球軸承為研究對象,采用傳熱學、摩擦學等知識,分析軸承的熱特性問題。首先,以7005C角接觸球軸承為研究對象,采用油潤滑方式,建立了滾動軸承的熱節(jié)點傳熱模型,利用熱網(wǎng)絡法建立溫度場計算模型,得到了各節(jié)點的溫度,討論了軸承轉(zhuǎn)速、載荷、離心力和自旋對軸承溫升的影響。結(jié)果表明:轉(zhuǎn)速越高,載荷越大,軸承的溫升越高;隨著轉(zhuǎn)速增大,離心力和自旋對溫升的影響增大,尤其高速情況下,離心力和自旋對軸承溫升的影響不可忽略。其次,將得到的滾動軸承溫度場作為固體溫度邊界條件,分析了油潤滑下角接觸球軸承的非牛頓熱彈流潤滑問題。結(jié)果表明:軸承內(nèi)圈或球溫度升高時,油膜溫度升高,軸承的摩擦系數(shù)、中心膜厚和最小膜厚減小;軸承的摩擦系數(shù)隨特征剪應力的增加而增加。第三,以脂潤滑7008C角接觸球軸承為例,分別采用熱網(wǎng)絡法和試驗法研究了角接觸球軸承的溫度場。結(jié)果表明:固定載荷不變,隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加,軸承的振動增大,試驗法和熱網(wǎng)絡法得到的溫度差值增大;固定主軸轉(zhuǎn)速不變,隨著軸向載荷的增加,軸承的振動相對較小,兩種方法得到的外圈溫度差值變小。最后,采用有限元法研究了7008C角接觸球軸承的溫度場,并與試驗法和熱網(wǎng)絡法的結(jié)果進行了比較。結(jié)果表明:對于高速軸承,需考慮自旋的影響;試驗法、熱網(wǎng)絡法、有限元三種方法得到的結(jié)果略有差異,但隨著轉(zhuǎn)速的增加,外圈溫度的變化趨勢是一致的。
【關(guān)鍵詞】：角接觸球軸承 試驗法 熱網(wǎng)絡法 有限元法 自旋
【學位授予單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 物理量名稱及主要符號表12-17
• 第1章 緒論17-25
• 1.1 引言17
• 1.2 本文的研究背景17-23
• 1.2.1 滾動軸承摩擦生熱和傳熱方式的研究18-19
• 1.2.2 滾動軸承溫度場的熱網(wǎng)絡法研究19-20
• 1.2.3 滾動軸承溫度場的有限元法研究20
• 1.2.4 滾動軸承溫度場的有限元法研究20-22
• 1.2.5 滾動軸承熱彈流理論的研究22-23
• 1.3 本文的主要研究目的、內(nèi)容及意義23-25
• 1.3.1 研究的目的23
• 1.3.2 本文研究的主要內(nèi)容23-24
• 1.3.3 本文研究的意義24-25
• 第2章 油潤滑下 7005C角接觸球軸承的溫度場分析25-45
• 2.1 軸承摩擦力矩的計算26-31
• 2.1.1 軸承的粘性摩擦力矩0M的計算26
• 2.1.2 軸承的載荷摩擦力矩1M的計算26-27
• 2.1.3 軸承內(nèi)外圈摩擦力矩27
• 2.1.4 軸承的自旋摩擦力矩sM的計算27-31
• 2.2 滾動軸承中球與內(nèi)、外圈的接觸角和自旋角速度31-33
• 2.2.1 角接觸球軸承外力作用下的接觸角31-32
• 2.2.2 球體的自轉(zhuǎn)角速度32-33
• 2.3 角接觸球軸承的摩擦熱計算33-34
• 2.4 軸承的熱傳遞分析34-38
• 2.4.1 熱阻的計算公式34-35
• 2.4.2 對流換熱系數(shù)的計算35-36
• 2.4.3 軸承系統(tǒng)的熱阻計算36-38
• 2.5 軸承熱平衡方程的建立38-43
• 2.6 本章小結(jié)43-45
• 第3章 考慮固體溫度邊界條件的 7005C角接觸球軸承熱彈流潤滑分析45-73
• 3.1 數(shù)學模型45-46
• 3.2 基本方程46-50
• 3.3 基本方程的無量綱化及離散50-58
• 3.3.1 基本方程的無量化50-53
• 3.3.2 基本方程的離散53-55
• 3.3.3 獨立方程的缺陷方程55-56
• 3.3.4 壓力的松弛迭代56-57
• 3.3.5 h_(00)的計算57-58
• 3.4 溫度差分方程58-61
• 3.4.1 油膜的差分方程58-59
• 3.4.2 固體的差分方程59-60
• 3.4.3 固體-油膜界面的差分方程60-61
• 3.5 數(shù)值方法61
• 3.6 計算結(jié)果分析61-71
• 3.7 本章小結(jié)71-73
• 第4章 脂潤滑下 7008C角接觸球軸承的試驗研究及溫度場分析73-85
• 4.1 滾動軸承測溫系統(tǒng)73-78
• 4.1.1 滾動軸承測溫系統(tǒng)的組成73-75
• 4.1.2 測控系統(tǒng)的操作說明75-77
• 4.1.3 試驗結(jié)果與分析77-78
• 4.2 脂潤滑軸承的溫度場分析78-82
• 4.2.1 角接觸球軸承的摩擦熱計算78
• 4.2.2 對流換熱系數(shù)的計算78-79
• 4.2.3 軸承系統(tǒng)的熱阻計算79-81
• 4.2.4 軸承熱平衡方程的建立81-82
• 4.3 本章小結(jié)82-85
• 第5章 7008C角接觸球軸承溫度場的有限元分析85-99
• 5.1 建模及網(wǎng)格劃分85-88
• 5.1.1 軸承及軸承座的幾何建模85-86
• 5.1.2 創(chuàng)建分析項目86-87
• 5.1.3 ANSYS Workbench的網(wǎng)格劃分87-88
• 5.2 軸承系統(tǒng)的邊界條件及載荷88-91
• 5.2.1 軸承的熱載荷88
• 5.2.2 軸承系統(tǒng)的傳熱方式88
• 5.2.3 施加邊界條件及熱載荷88-89
• 5.2.4 ANSYS Workbench的求解及結(jié)果的后處理89-91
• 5.3 影響溫度場的其他因素91-97
• 5.3.1 考慮球體自旋時，主軸轉(zhuǎn)速對溫度場的影響91-92
• 5.3.2 不考慮自旋時，，主軸轉(zhuǎn)速對溫度場的影響92-94
• 5.3.3 考慮自旋時，軸向載荷對溫度場的影響94-95
• 5.3.4 不考慮自旋時，軸向載荷對溫升的影響95-97
• 5.4 有限元法、熱網(wǎng)絡法、試驗法的對比97-98
• 5.5 本章小結(jié)98-99
• 第6章 結(jié)論99-101
• 6.1 本文的創(chuàng)新性內(nèi)容及主要研究工作99
• 6.2 未來研究工作的方向99-101
• 參考文獻101-109
• 攻讀碩士學位期間取得的學術(shù)成果109-111
• 致謝111

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉俊峰;陳小安;康輝民;張朋;合燁;;脂潤滑球軸承熱態(tài)性能分析[J];機械科學與技術(shù);2014年06期

2 康輝民;陳小安;陳文曲;周明紅;邢利娜;;高速電主軸軸承熱分析與實驗研究[J];機械強度;2011年06期

3 劉U

本文編號：341998