本文關(guān)鍵詞：高速陶瓷圓柱滾子軸承優(yōu)化設(shè)計及其動態(tài)特性研究

  更多相關(guān)文章： 陶瓷 滾子軸承 優(yōu)化設(shè)計 對數(shù)型凸度 動態(tài)性能

【摘要】：高速精密滾子軸承是航空航天、石油化工等高精機(jī)械的關(guān)鍵部位之一，其高的dn值使?jié)L動體產(chǎn)生大的離心力，引起打滑繼而造成軸承發(fā)熱損傷。陶瓷滾子軸承因其高硬度、低密度、抗高溫、耐腐蝕、絕緣阻磁等特性，特別適用于高速、高溫等特殊工況。 本文以自行設(shè)計的型號為N2822Q2/HNHQ1P5YA的混合式陶瓷滾子軸承為例，從軸承參數(shù)優(yōu)化設(shè)計、凸度應(yīng)力分析、動力學(xué)仿真以及動態(tài)特性試驗等方面對陶瓷滾子軸承進(jìn)行了研究。 首先以軸承額定動載荷為目標(biāo)函數(shù)，滾子個數(shù)、直徑和長度為設(shè)計變量，利用MATLAB對軸承參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到了合適的軸承參數(shù)；其次，，基于ANSYS有限元軟件，分析了直母線凸度滾子以及3μm、5μm、7μm凸度量的對數(shù)型凸度滾子所產(chǎn)生的應(yīng)力分布，確定了最佳凸度值；之后，利用Recurdyn動力學(xué)仿真軟件建立陶瓷滾子軸承動力學(xué)模型，重點對滾子軸承的保持架打滑率進(jìn)行了動力學(xué)仿真，對比分析了不同轉(zhuǎn)速、不同載荷條件下，陶瓷滾子和鋼制滾子對保持架打滑率的影響規(guī)律；最后，利用軸承試驗機(jī)研究了轉(zhuǎn)速、載荷和潤滑油溫度對陶瓷滾子和鋼制滾子的保持架打滑率的影響規(guī)律，并與仿真結(jié)果進(jìn)行了對比。 結(jié)果表明，在試驗軸承的承載范圍內(nèi)，凸度值為5μm的對數(shù)母線型圓柱滾子的應(yīng)力分布最為合理；轉(zhuǎn)速升高、載荷減小、油溫降低均會引起保持架打滑率增大；相同工況下，陶瓷滾子軸承的保持架打滑率小于鋼制滾子軸承。研究結(jié)果對混合陶瓷圓柱滾子軸承的設(shè)計研究具有一定參考價值。
【關(guān)鍵詞】：陶瓷 滾子軸承 優(yōu)化設(shè)計 對數(shù)型凸度 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】：2014
【分類號】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-4
• 符號表4-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來源及其研究意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-12
• 1.3 力學(xué)分析方法12-15
• 第2章 軸承優(yōu)化設(shè)計15-25
• 2.1 優(yōu)化問題的基礎(chǔ)理論15-17
• 2.1.1 優(yōu)化問題建立數(shù)學(xué)模型的三要素15-17
• 2.1.2 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型17
• 2.2 軸承的優(yōu)化設(shè)計17-23
• 2.2.1 目標(biāo)函數(shù)的確定17
• 2.2.2 主參數(shù)的選擇17-18
• 2.2.3 約束條件的確定18
• 2.2.4 優(yōu)化程序框圖18-19
• 2.2.5 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計19-21
• 2.2.6 優(yōu)化計算21-22
• 2.2.7 參數(shù)確定22-23
• 2.3 軸承性能計算23-24
• 2.3.1 徑向額定動負(fù)荷 Cr23
• 2.3.2 徑向額定靜負(fù)荷 Cor23
• 2.3.3 基本額定壽命23
• 2.3.4 摩擦力矩估算23
• 2.3.5 軸承零件質(zhì)量計算23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 滾子應(yīng)力分布及凸度參數(shù)優(yōu)化25-39
• 3.1 赫茲接觸問題25-28
• 3.1.1 線接觸問題25-26
• 3.1.2 接觸應(yīng)力和接觸面尺寸26-27
• 3.1.3 彈性變形27
• 3.1.4 滾動軸承載荷的分布27-28
• 3.2 滾子母線型式28-31
• 3.2.1 直母線型滾子28-29
• 3.2.2 全凸度母線型滾子29
• 3.2.3 圓弧修正線型滾子29-30
• 3.2.4 Lundberg 對數(shù)型母線30-31
• 3.3 滾子凸度的有限元分析31-38
• 3.3.1 有限元接觸問題的 ANSYS 求解31
• 3.3.2 接觸分析的分類31-33
• 3.3.3 有限元分析的一般步驟33
• 3.3.4 有限元分析33-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 動力學(xué)仿真39-51
• 4.1 多體動力學(xué)仿真技術(shù)39-40
• 4.1.1 多體動力學(xué)仿真技術(shù)39
• 4.1.2 多體動力學(xué)仿真分析的特點39
• 4.1.3 多體動力學(xué)的運動微分方程的建立方法39-40
• 4.2 Recurdyn 分析仿真軸承的優(yōu)點40
• 4.3 圓柱滾子軸承動力學(xué)模型元件間的相互作用40-46
• 4.3.1 滾子與滾道的相互作用40-42
• 4.3.2 滾子與保持架的相互作用42
• 4.3.3 保持架與引導(dǎo)套圈間的相互作用42-44
• 4.3.4 油-氣混合物與軸承元件的相互作用44
• 4.3.5 圓柱滾子軸承動力學(xué)微分方程44-46
• 4.4 圓柱滾子軸承動力學(xué)模型建立與求解46-48
• 4.4.1 模型建立46-47
• 4.4.2 約束和接觸47-48
• 4.5 仿真結(jié)果與分析48-50
• 4.5.1 轉(zhuǎn)速和載荷對保持架打滑率的影響48-49
• 4.5.2 陶瓷與鋼制滾子對保持架打滑率的影響49-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第5章 試驗軸承保持架打滑率試驗51-61
• 5.1 試驗機(jī)51-55
• 5.1.1 液壓加載系統(tǒng)52
• 5.1.2 設(shè)備潤滑系統(tǒng)52-53
• 5.1.3 電氣控制系統(tǒng)53
• 5.1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)53-55
• 5.2 試驗條件55-56
• 5.3 試驗方法56-57
• 5.3.1 陶瓷滾子凸度值的選取56
• 5.3.2 打滑率的檢測方法56-57
• 5.4 試驗結(jié)果與討論57-59
• 5.4.1 轉(zhuǎn)速和載荷對保持架打滑率的影響57-58
• 5.4.2 保持架打滑率的試驗和仿真結(jié)果對比58
• 5.4.3 供油溫度對保持架打滑率的影響58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-61
• 第6章 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 結(jié)論61
• 6.2 創(chuàng)新點61
• 6.3 工作展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李建華 ,李軍林 ,郭向東 ,張錫昌;陶瓷球軸承性能分析與試驗研究[J];軸承;2001年12期

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3 高宇,李玉泉,王海濤;應(yīng)用MATLAB優(yōu)化工具箱實現(xiàn)深溝球軸承優(yōu)化設(shè)計[J];軸承;2004年11期

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6 周桂欣;國內(nèi)外陶瓷軸承的發(fā)展現(xiàn)狀[J];陶瓷研究與職業(yè)教育;2003年04期

本文編號：794623