本文關(guān)鍵詞：圓柱滾子軸承啟動階段動態(tài)性能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的零部件之一,通過主要元件間的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件。一定范圍內(nèi),載荷、轉(zhuǎn)速和工作溫度的改變并不影響良好的滾動軸承性能。但從一些研究報告及應(yīng)用實踐可以看到,啟動階段速度和載荷會發(fā)生突變,進(jìn)而引起軸承故障,如保持架斷裂、滾道劃傷等,使軸承不能正常地進(jìn)入穩(wěn)定運行狀態(tài)。為了從本質(zhì)上探究軸承故障的原因,并找出合理的解決方法,有必要深入地研究軸承啟動階段的動態(tài)性能。圓柱滾子軸承是航空發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件之一,其性能的提高對新一代先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的研制起到至關(guān)重要的作用。因此,對圓柱滾子軸承啟動階段的動態(tài)特性進(jìn)行詳細(xì)的研究具有深遠(yuǎn)的意義。本課題利用機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),創(chuàng)建圓柱滾子軸承三維實體模型,在滾動軸承動力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,建立了圓柱滾子軸承啟動階段動態(tài)性能仿真數(shù)學(xué)模型,通過高級程序設(shè)計語言Fortran對軸承進(jìn)行約束控制,實現(xiàn)ADAMS與Fortran的動態(tài)連接仿真。仿真模型考慮了軸承啟動階段的潤滑狀態(tài)、摩擦、接觸理論以及保持架的彈性變形,完整地處理了內(nèi)部瞬態(tài)力,真實地對時變負(fù)荷與速度進(jìn)行了模擬。通過建立有效的圓柱滾子軸承三維參數(shù)化仿真模型,深入地對軸承啟動階段的動態(tài)性能進(jìn)行分析,可為圓柱滾子軸承的設(shè)計和使用提供一定的理論指導(dǎo)。本文以某一型號的圓柱滾子軸承為例,探究了徑向載荷、內(nèi)圈角加速度、潤滑油粘度、工作溫度等對軸承啟動階段滾動體打滑特性以及保持架動態(tài)性能的影響規(guī)律,同時也分析了保持架引導(dǎo)方式對保持架動態(tài)性能的影響。結(jié)果表明:在圓柱滾子軸承啟動階段,滾動體自轉(zhuǎn)角速度呈現(xiàn)階梯狀非線性增長,并且在啟動初期,滾動體的打滑較為嚴(yán)重;徑向載荷、內(nèi)圈角加速度對軸承啟動階段的滾動體打滑特性以及保持架動態(tài)性能影響顯著,徑向載荷的大小直接關(guān)系到滾動體與滾道之間的彈流潤滑油膜能否形成,而內(nèi)圈角加速度則對彈流潤滑油膜的形成快慢影響很大;適當(dāng)提高潤滑油粘度或降低工作溫度可以有效地控制軸承啟動階段滾動體的打滑,從而減小滾道劃傷;動圈引導(dǎo)保持架時,保持架的打滑率較小,但受到動圈引導(dǎo)力的作用,軸承內(nèi)部潤滑狀態(tài)變化復(fù)雜,導(dǎo)致滾動體對保持架的沖擊力變得復(fù)雜,保持架的穩(wěn)定性較差;相較于外引導(dǎo),保持架由內(nèi)圈引導(dǎo)時,保持架更容易發(fā)生渦動。最后,在自行研制的軸承試驗機(jī)上測試了仿真軸承在特定工況下的保持架打滑率,并將試驗結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對比,從而驗證了本文中所建動力學(xué)模型的準(zhǔn)確性。II
【關(guān)鍵詞】：圓柱滾子軸承 啟動階段 軸承動力學(xué) 仿真分析 動態(tài)性能
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 符號表7-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 研究課題的提出12
• 1.2 國內(nèi)外研究歷程及現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究內(nèi)容及方法14-16
• 第2章 圓柱滾子軸承啟動階段動力學(xué)分析模型16-31
• 2.1 圓柱滾子軸承坐標(biāo)系統(tǒng)16-17
• 2.1.1 軸承固定坐標(biāo)系16-17
• 2.1.2 滾子坐標(biāo)系17
• 2.1.3 接觸面坐標(biāo)系17
• 2.2 圓柱滾子軸承啟動階段潤滑狀態(tài)分析及拖動力模型的建立17-22
• 2.2.1 軸承啟動階段潤滑狀態(tài)分析18-21
• 2.2.2 不同潤滑狀態(tài)下拖動系數(shù)數(shù)學(xué)模型的建立21-22
• 2.3 圓柱滾子軸承內(nèi)部各元件間的相互作用22-28
• 2.3.1 滾子與內(nèi)外套圈間的相互作用22-26
• 2.3.2 滾子與保持架之間的相互作用26-27
• 2.3.3 保持架與引導(dǎo)套圈間的相互作用27-28
• 2.4 軸承動力學(xué)微分方程28-30
• 2.4.1 滾動體的動力學(xué)微分方程28-29
• 2.4.2 保持架的動力學(xué)微分方程29
• 2.4.3 內(nèi)圈的動力學(xué)微分方程29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 圓柱滾子軸承啟動階段動力學(xué)仿真模型的創(chuàng)建與求解31-37
• 3.1 參數(shù)化建模的實現(xiàn)31-33
• 3.1.1 參數(shù)化創(chuàng)建三維實體模型31-32
• 3.1.2 參數(shù)化添加邊界條件32-33
• 3.2 仿真過程的控制33-34
• 3.3 動力學(xué)模型的求解與驗證34-36
• 3.3.1 三維仿真模型與作用力子程序之間的數(shù)據(jù)交換34
• 3.3.2 動力學(xué)模型的求解與驗證34-36
• 3.4 后處理界面的創(chuàng)建36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 仿真結(jié)果與分析37-65
• 4.1 軸承啟動階段滾動體打滑特性分析37-49
• 4.1.1 滾動體的自轉(zhuǎn)角速度分析38-39
• 4.1.2 滾動體打滑說明39-41
• 4.1.3 徑向載荷對軸承啟動階段滾動體打滑特性的影響規(guī)律41-43
• 4.1.4 內(nèi)圈角加速度對軸承啟動階段滾動體打滑特性的影響規(guī)律43-46
• 4.1.5 潤滑油粘度對軸承啟動階段滾動體打滑特性的影響規(guī)律46-48
• 4.1.6 工作溫度對軸承啟動階段滾動體打滑特性的影響規(guī)律48-49
• 4.2 軸承啟動階段保持架動態(tài)性能分析49-64
• 4.2.1 保持架轉(zhuǎn)速分析49-50
• 4.2.2 徑向載荷對軸承啟動階段保持架動態(tài)性能的影響50-53
• 4.2.3 內(nèi)圈角加速度對軸承啟動階段保持架動態(tài)性能的影響53-55
• 4.2.4 潤滑油粘度對軸承啟動階段保持架動態(tài)性能的影響55-57
• 4.2.5 工作溫度對軸承啟動階段保持架動態(tài)性能的影響57-58
• 4.2.6 保持架引導(dǎo)方式對軸承啟動階段保持架動態(tài)性能的影響58-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 第5章 試驗驗證65-71
• 5.1 試驗?zāi)康呐c內(nèi)容65
• 5.2 試驗裝置65-68
• 5.2.1 電氣控制系統(tǒng)66-67
• 5.2.2 液壓加載系統(tǒng)67
• 5.2.3 設(shè)備潤滑系統(tǒng)67-68
• 5.2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)68
• 5.3 試驗條件68-69
• 5.4 試驗方法69
• 5.5 試驗結(jié)果分析69-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 創(chuàng)新點72
• 6.3 工作展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 楊海生;鄧四二;李晌;陳國定;;航空發(fā)動機(jī)主軸高速圓柱滾子軸承保持架柔體動力學(xué)仿真[J];軸承;2011年02期

2 陳國定,李建華,張成鐵;高速軸承元件間相互作用力的分析[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);1998年02期

3 楊伯原,鄭培斌,凌衛(wèi)青,王燕霜;4109 航空潤滑油彈流拖動特性分析[J];洛陽工學(xué)院學(xué)報;1998年03期

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本文編號：365506