發(fā)布時(shí)間：2017-10-04 19:32

  本文關(guān)鍵詞：空間曲面凸輪副摩擦磨損過程研究及其磨損預(yù)測(cè)

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【摘要】：現(xiàn)代工業(yè)中,摩擦磨損是導(dǎo)致零件失效的重要原因。為了減少經(jīng)濟(jì)損失,近年來,人們?cè)絹碓街匾晫?duì)摩擦磨損基本規(guī)律、機(jī)理以及磨損預(yù)測(cè)的研究。本課題以空間曲面凸輪副為對(duì)象,對(duì)這方面內(nèi)容展開研究。凸輪是機(jī)械設(shè)備中的常用零件,為了深入了解其摩擦磨損情況,本文首先總結(jié)了國內(nèi)外學(xué)者對(duì)凸輪摩擦磨損研究,特別是凸輪磨損預(yù)測(cè)方面的進(jìn)展和現(xiàn)狀,并簡單介紹了摩擦磨損的相關(guān)基本原理。提出本課題的研究內(nèi)容,主要包括:運(yùn)用MMW-1A型立式萬能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),根據(jù)需要設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)載荷、速度、滑動(dòng)距離以及接觸面積對(duì)摩擦系數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)處理采用主成分分析以及主成分回歸法,得到其他條件不變情況下,摩擦系數(shù)隨著載荷、速度以及滑動(dòng)距離的增大而減小,相反隨著接觸面積的增大而增大。通過4XC金相顯微鏡對(duì)分別在100r/min和400r/min速度條件下進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)的45鋼試樣進(jìn)行表面觀察,可見試樣在低速條件下主要表現(xiàn)為磨粒磨損,隨著速度的提高,高速條件下主要表現(xiàn)為粘著磨損,并對(duì)凸輪的常見失效形式和磨損過程進(jìn)行了分析。選取空間曲面凸輪中空間圓柱凸輪為研究對(duì)象,結(jié)合Matlab軟件編程得到凸輪輪廓線坐標(biāo)值,導(dǎo)入SolidWorks中建立圓柱凸輪三維模型。考慮凸輪從動(dòng)件小變形影響,運(yùn)用Ansys分析軟件對(duì)從動(dòng)件進(jìn)行柔性化,再導(dǎo)入Adams中進(jìn)行剛性和柔性條件下動(dòng)力學(xué)仿真,其中接觸碰撞力模型選擇沖擊函數(shù)法,切向摩擦力模型選擇Coulomb摩擦力模型,得到圓柱凸輪從動(dòng)件柔性條件下的運(yùn)動(dòng)曲線,為空間凸輪磨損預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。模擬空間圓柱凸輪與滾子線接觸模型,進(jìn)行凸輪滾子之間有限元接觸分析,結(jié)果表現(xiàn)為空間圓柱凸輪接觸應(yīng)力最大值主要分布在凸輪槽頂部,由頂部向根部逐漸減小。通過Archard磨損模型建立凸輪磨損預(yù)測(cè)模型,定義空間圓柱凸輪與滾子間隙。對(duì)試驗(yàn)中銷盤磨損量進(jìn)行分析,結(jié)果表明載荷對(duì)銷釘磨損量影響較大。由于凸輪與滾子間隙的存在以及運(yùn)動(dòng)過程中滾子橫向穿越、撞擊凸輪槽,對(duì)空間圓柱凸輪進(jìn)行磨損預(yù)測(cè)仿真研究發(fā)現(xiàn)凸輪轉(zhuǎn)速對(duì)凸輪磨損量影響較大,結(jié)果表明空間圓柱凸輪磨損量值隨著凸輪轉(zhuǎn)速的不斷增加而增大,磨損壽命隨之減小。因此,想要減小空間圓柱凸輪的磨損,則適當(dāng)?shù)乜刂仆馆嗈D(zhuǎn)速。這為其它空間曲面凸輪磨損預(yù)測(cè)研究提供了一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：摩擦磨損 空間圓柱凸輪 柔性化 有限元仿真 磨損預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.47;TH117.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題研究的背景及意義12-15
• 1.2 文獻(xiàn)綜述15-18
• 1.2.1 凸輪磨損國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 凸輪磨損國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 凸輪國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析17-18
• 1.3 課題研究來源18
• 1.4 課題研究主要內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 摩擦磨損試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析20-40
• 2.1 摩擦磨損試驗(yàn)設(shè)計(jì)20-27
• 2.1.1 摩擦磨損試驗(yàn)形式20-21
• 2.1.2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)簡介21-24
• 2.1.3 其他試驗(yàn)設(shè)備簡介24-25
• 2.1.4 試驗(yàn)方案實(shí)施25
• 2.1.5 自變量的選擇25-26
• 2.1.6 摩擦磨損試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集26-27
• 2.2 摩擦磨損試驗(yàn)分析27-31
• 2.2.1 主成分分析法27-28
• 2.2.2 主成分分析結(jié)果28-30
• 2.2.3 主成分回歸分析30-31
• 2.2.4 試驗(yàn)驗(yàn)證31
• 2.3 磨損機(jī)理研究31-33
• 2.4 空間曲面凸輪試驗(yàn)設(shè)計(jì)33-35
• 2.5 凸輪失效研究35-39
• 2.5.1 凸輪常見失效形式35-37
• 2.5.2 磨損過程37-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 第三章 空間圓柱凸輪機(jī)構(gòu)有限元仿真40-53
• 3.1 空間圓柱凸輪建模40-44
• 3.2 凸輪從動(dòng)件柔性化44-49
• 3.2.1 從動(dòng)件柔性化45-47
• 3.2.2 接觸碰撞力模型確定47-48
• 3.2.3 切向摩擦力模型48-49
• 3.3 仿真結(jié)果及分析49-51
• 3.4 有限元接觸分析51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 空間圓柱凸輪磨損預(yù)測(cè)53-64
• 4.1 磨損量分析53-55
• 4.1.1 磨損量數(shù)據(jù)采集53-54
• 4.1.2 數(shù)據(jù)分析54-55
• 4.2 磨損模型建立55-56
• 4.3 定義滾子與凸輪間隙56-57
• 4.4 磨損預(yù)測(cè)分析57-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-67
• 5.1 本論文研究內(nèi)容總結(jié)64-65
• 5.2 本論文創(chuàng)新點(diǎn)65
• 5.3 研究展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 附錄71-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果73-74
• 致謝74-75

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