本文關(guān)鍵詞：高檔數(shù)控機(jī)床絲杠支承軸承熱特性分析及實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著機(jī)床向高速、高精度方向發(fā)展,熱變形對機(jī)床加工精度的影響越來越明顯。絲杠支承軸承是機(jī)床中重要的功能部件,同時也是進(jìn)給系統(tǒng)中重要的熱源,因此研究軸承的熱特性對機(jī)床的設(shè)計(jì)及優(yōu)化具有重要意義。本文對絲杠支承軸承——接觸角為60°角接觸球軸承的熱特性進(jìn)行了研究。 建立了角接觸球軸承的擬靜力學(xué)模型,分析了軸承轉(zhuǎn)速、軸向載荷對角接觸球軸承運(yùn)動及摩擦力矩的影響。在此基礎(chǔ)上,對角接觸球軸承內(nèi)圈、外圈及滾珠上的熱源強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算。 在對角接觸球軸承傳熱進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,建立了考慮結(jié)合面接觸熱阻的軸承系統(tǒng)熱傳遞模型及有限元模型,通過ANSYS計(jì)算了考慮接觸熱阻和不考慮接觸熱阻兩種情況下軸承的溫度場,通過對比,得到了結(jié)合面接觸熱阻對軸承溫度場的影響規(guī)律。推導(dǎo)了角接觸球軸承在定位預(yù)緊時,由軸承熱變形引起的熱誘導(dǎo)預(yù)緊力計(jì)算公式,計(jì)算了在熱誘導(dǎo)預(yù)緊力影響下軸承最大接觸應(yīng)力和靜剛度的變化情況。 設(shè)計(jì)了對軸承溫度場進(jìn)行測量的實(shí)驗(yàn)臺,該實(shí)驗(yàn)臺主要考慮了軸向力及轉(zhuǎn)速對軸承溫度場的影響,能對不同型號軸承進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可以同時測量軸承內(nèi)圈、外圈、軸及軸承座的溫度,具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。提出了實(shí)驗(yàn)和有限元相結(jié)合對軸承結(jié)合面接觸熱阻進(jìn)行識別的方法,能夠?qū)S承內(nèi)圈與軸、軸承外圈與軸承座之間的接觸熱阻進(jìn)行識別,與以往方法相比,該方法的準(zhǔn)確性更高、更為簡單可行。
【關(guān)鍵詞】：角接觸球軸承 熱特性 接觸熱阻 有限元 實(shí)驗(yàn)臺
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.3;TG659
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 選題的背景和意義8-9
• 1.1.1 課題背景與來源8
• 1.1.2 課題研究意義8-9
• 1.2 滾動軸承熱特性研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 滾動軸承理論的發(fā)展9-10
• 1.2.2 滾動軸承生熱分析10
• 1.2.3 滾動軸承熱特性研究10-12
• 1.2.4 滾動軸承熱特性測試實(shí)驗(yàn)臺12-14
• 1.2.5 當(dāng)前軸承熱特性研究的不足14-15
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)與主要內(nèi)容15-16
• 2 角接觸球軸承接觸理論分析16-25
• 2.1 角接觸球軸承基本結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)16-17
• 2.1.1 角接觸球軸承節(jié)圓直徑、吻合度16
• 2.1.2 角接觸球軸承初始接觸角16-17
• 2.1.3 接觸角為60°角接觸球軸承特點(diǎn)17
• 2.2 角接觸球軸承的曲率差、曲率和17-19
• 2.3 Hertz接觸理論19-21
• 2.3.1 Hertz理論假設(shè)條件19-20
• 2.3.2 Hertz接觸理論表達(dá)式20-21
• 2.4 遍歷法求解a~*、b~*及δ~*21-24
• 2.4.1 遍歷法原理21-22
• 2.4.2 a~*、b~*及δ~*的求解計(jì)算22-23
• 2.4.3 遍歷法求解精度驗(yàn)證23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 3 角接觸球軸承運(yùn)動分析及摩擦生熱計(jì)算25-37
• 3.1 角接觸球軸承運(yùn)動分析25-27
• 3.1.1 角接觸球軸承滾珠自旋角速度26
• 3.1.2 角接觸球軸承姿態(tài)角26-27
• 3.1.3 角接觸球軸承滾珠自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)角速度27
• 3.2 角接觸球軸承動態(tài)特性求解27-30
• 3.2.1 軸承滾珠受到的動力載荷27-28
• 3.2.2 軸承的動態(tài)分析28-30
• 3.3 角接觸球軸承摩擦生熱30-33
• 3.3.1 角接觸球軸承摩擦力矩30-31
• 3.3.2 角接觸球軸承摩擦生熱31-33
• 3.4 實(shí)例計(jì)算33-36
• 3.4.1 滾珠自旋角速度計(jì)算33-34
• 3.4.2 滾珠與軸承內(nèi)、外圈的接觸角計(jì)算34-35
• 3.4.3 角接觸球軸承生熱計(jì)算35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 角接觸球軸承的熱特性分析37-52
• 4.1 傳熱理論基礎(chǔ)37-39
• 4.1.1 熱傳導(dǎo)37-38
• 4.1.2 對流換熱38-39
• 4.2 結(jié)合面接觸熱阻39-40
• 4.2.1 軸承外圈與軸承座之間接觸熱阻39-40
• 4.2.2 軸承內(nèi)圈與軸之間接觸熱阻40
• 4.3 軸承系統(tǒng)熱傳遞模型的建立40-42
• 4.3.1 軸承摩擦熱的散失過程40-41
• 4.3.2 考慮軸承接觸熱阻的熱傳遞模型41-42
• 4.4 軸承熱特性分析42-50
• 4.4.1 單元類型的選擇42-43
• 4.4.2 有限元模型的建立43-44
• 4.4.3 軸承溫度場的建立44-46
• 4.4.4 軸承熱位移46-47
• 4.4.5 熱誘導(dǎo)預(yù)緊力47-49
• 4.4.6 溫度場對軸承接觸應(yīng)力的影響49-50
• 4.4.7 溫度場對軸承剛度的影響50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 5 軸承溫度場測量實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)52-62
• 5.1 設(shè)計(jì)要求及測量原理52-53
• 5.1.1 設(shè)計(jì)要求52
• 5.1.2 測量原理52-53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)53-58
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)臺總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53-54
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)影響因素54-55
• 5.2.3 測量軸承座的設(shè)計(jì)55-56
• 5.2.4 加載結(jié)構(gòu)及軸承套的設(shè)計(jì)56-58
• 5.4 軸承溫度測試系統(tǒng)及接觸熱阻識別58-61
• 5.4.1 軸承溫度測試系統(tǒng)58-59
• 5.4.2 結(jié)合面接觸熱阻的識別59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 6 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62
• 6.2 展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄169-74
• 附錄274

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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8 王黎欽;陳觀慈;古樂;鄭德志;;高速圓柱滾子軸承工作溫度研究[J];航空動力學(xué)報;2008年01期

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本文編號：372195