考慮鋼球、套圈和保持架的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系,提出了機(jī)械系統(tǒng)中球軸承多體動(dòng)力學(xué)分析的新方法.基于套圈滾道的三角網(wǎng)格模型,實(shí)現(xiàn)了鋼球和套圈滾道的動(dòng)態(tài)接觸力的預(yù)測搜索算法,建立了計(jì)及潤滑和Hertz接觸作用的三維角接觸球軸承多體接觸動(dòng)力學(xué)模型.運(yùn)用廣義-α方法計(jì)算分析了預(yù)緊力和旋轉(zhuǎn)徑向力作用下角接觸球軸承的多體接觸動(dòng)力學(xué)特性,獲得了球軸承的動(dòng)態(tài)接觸力、拖動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)軌跡及頻譜等振動(dòng)響應(yīng),并利用Gupta經(jīng)典實(shí)例模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.輕載中等速度下鋼球的角速度以184.5rad/s-2波幅周期變化,旋滾比以0.01波幅周期變化,角加速度與動(dòng)態(tài)接觸載荷的頻譜具有相同的56.1,112.2Hz等諧波倍頻成分.中等載荷高速下保持架中心的運(yùn)動(dòng)軌跡呈現(xiàn)出以83.3Hz和200Hz雙頻率擬周期的平動(dòng)運(yùn)動(dòng). 

【文章來源】：航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2013,28(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

圖１角接觸球軸承Ｆｉｇ．１Ａｎｇｕｌａｒｃｏｎｔａｃｔｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇ

航空動(dòng)力學(xué)報(bào)第２８卷圖２內(nèi)圈滾道的有序離散點(diǎn)和三角網(wǎng)格模型Ｆｉｇ．２Ｏｒｄｅｒｅｄｄｉｓｃｒｅｔｅｐｏｉｎｔｓａｎｄｔｒｉａｎｇｌｅｍｅｓｈｍｏｄｅｌｏｆｉｎｎｅｒｒａｃｅｓ圖３套圈滾道的三角網(wǎng)格法Ｆｉｇ．３Ｔｒｉａｎｇｌｅｍｅｓｈｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒａｃｅｓｏｆｒｉｎｇｓ如果三角網(wǎng)格單元是由Ｐｗｉ，ｈｉ，Ｐｗｉ＋１，ｈｉ和Ｐｗｉ＋１，ｈｉ＋１構(gòu)成，由離散點(diǎn)構(gòu)成矢量為ｎＡ＝Ｐｗｉ＋１，ｈｉ＋１Ｐｗｉ，??????→ｈｉ，ｎＢ＝Ｐｗｉ＋１，ｈｉ＋１Ｐｗｉ＋１，???????→ｈｉ（７）由右手定則和矢量差乘可以計(jì)算出每個(gè)三角網(wǎng)格單元的外法向矢量為ｎｓ＝ｎＡ×ｎＢ（８）忽略球軸承的結(jié)構(gòu)彈性變形，考慮鋼球與套圈的接觸彈性變形，在套圈的中心體坐標(biāo)系下，套圈滾道表面的三維坐標(biāo)離散點(diǎn)Ｐ的位置和方向是不變的，由此構(gòu)成三角網(wǎng)格單元的相對位置和方向也是不變的．因此，只需一次建立套圈滾道的三角網(wǎng)格模型，就可以得到三角網(wǎng)格單元的位置、方向、頂點(diǎn)和法向矢量等計(jì)算數(shù)據(jù)．１．３鋼球和套圈的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下球軸承實(shí)質(zhì)上是存在鋼球與套圈滾道表面的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系，因此本文以一定數(shù)量的三角網(wǎng)格單元近似地描述套圈滾道的表面輪廓，建立鋼球和套圈的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系．圖４、圖５為鋼球與內(nèi)、外圈滾道的相互作用示意圖．在內(nèi)圈體坐標(biāo)系下鋼球ｊ與內(nèi)圈或外圈滾道表面的三角網(wǎng)格單元ｓ間的相互作用關(guān)系為ｓ′ｓｉ＝ｓ′ｊｉｂ＋Ａｊｉｂｓ″ｊｓｉｂ（９ａ）ｓ′ｓｏ＝ｓ′ｊ

航空動(dòng)力學(xué)報(bào)第２８卷圖２內(nèi)圈滾道的有序離散點(diǎn)和三角網(wǎng)格模型Ｆｉｇ．２Ｏｒｄｅｒｅｄｄｉｓｃｒｅｔｅｐｏｉｎｔｓａｎｄｔｒｉａｎｇｌｅｍｅｓｈｍｏｄｅｌｏｆｉｎｎｅｒｒａｃｅｓ圖３套圈滾道的三角網(wǎng)格法Ｆｉｇ．３Ｔｒｉａｎｇｌｅｍｅｓｈｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒａｃｅｓｏｆｒｉｎｇｓ如果三角網(wǎng)格單元是由Ｐｗｉ，ｈｉ，Ｐｗｉ＋１，ｈｉ和Ｐｗｉ＋１，ｈｉ＋１構(gòu)成，由離散點(diǎn)構(gòu)成矢量為ｎＡ＝Ｐｗｉ＋１，ｈｉ＋１Ｐｗｉ，??????→ｈｉ，ｎＢ＝Ｐｗｉ＋１，ｈｉ＋１Ｐｗｉ＋１，???????→ｈｉ（７）由右手定則和矢量差乘可以計(jì)算出每個(gè)三角網(wǎng)格單元的外法向矢量為ｎｓ＝ｎＡ×ｎＢ（８）忽略球軸承的結(jié)構(gòu)彈性變形，考慮鋼球與套圈的接觸彈性變形，在套圈的中心體坐標(biāo)系下，套圈滾道表面的三維坐標(biāo)離散點(diǎn)Ｐ的位置和方向是不變的，由此構(gòu)成三角網(wǎng)格單元的相對位置和方向也是不變的．因此，只需一次建立套圈滾道的三角網(wǎng)格模型，就可以得到三角網(wǎng)格單元的位置、方向、頂點(diǎn)和法向矢量等計(jì)算數(shù)據(jù)．１．３鋼球和套圈的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下球軸承實(shí)質(zhì)上是存在鋼球與套圈滾道表面的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系，因此本文以一定數(shù)量的三角網(wǎng)格單元近似地描述套圈滾道的表面輪廓，建立鋼球和套圈的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系．圖４、圖５為鋼球與內(nèi)、外圈滾道的相互作用示意圖．在內(nèi)圈體坐標(biāo)系下鋼球ｊ與內(nèi)圈或外圈滾道表面的三角網(wǎng)格單元ｓ間的相互作用關(guān)系為ｓ′ｓｉ＝ｓ′ｊｉｂ＋Ａｊｉｂｓ″ｊｓｉｂ（９ａ）ｓ′ｓｏ＝ｓ′ｊ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]滾動(dòng)軸承保持架動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J]. 張建忠,馬國翰.  軸承. 2011(01)
[3]基于ADAMS的雙半內(nèi)圈角接觸球軸承動(dòng)態(tài)性能分析[J]. 謝鵬飛,蘇敏,姜艷紅,梁曉東,鄧四二.  軸承. 2010(08)
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博士論文
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本文編號(hào)：3601740