本文關(guān)鍵詞：高速角接觸陶瓷球軸承預(yù)緊力分析與試驗(yàn)研究

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【摘要】：高速角接觸陶瓷球軸承因其性能優(yōu)勢(shì),在高速機(jī)床等設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用,成為高速加工設(shè)備的核心部件之一。在高速工況下,軸承預(yù)緊在很大程度上影響著高速主軸和軸承的性能,是近年來(lái)非常熱門(mén)的探索方向,因此,對(duì)軸承預(yù)緊進(jìn)行研究具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文采用滾動(dòng)軸承理論分析方法研究了高速情況下軸承預(yù)緊對(duì)軸承和主軸各項(xiàng)性能的影響規(guī)律,并通過(guò)高速主軸單元綜合性能試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了試驗(yàn),主要研究?jī)?nèi)容如下： 對(duì)角接觸球軸承的基本幾何結(jié)構(gòu)和滾動(dòng)軸承分析的基本理論進(jìn)行了總結(jié),了解了軸承密合度、主曲率、曲率差等參數(shù)的計(jì)算方法。以高速角接觸陶瓷球軸承為研究對(duì)象,根據(jù)Hertz接觸理論,采用Matlab對(duì)赫茲理論中第一類(lèi)、第二類(lèi)橢圓積分進(jìn)行了簡(jiǎn)化計(jì)算；對(duì)滾動(dòng)軸承曲率差和第一、二類(lèi)橢圓積分及橢圓率的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了擬合；對(duì)軸承橢圓率、橢圓積分等構(gòu)成的超越方程進(jìn)行了求解。 以軸承基本理論為基礎(chǔ),建立了滾動(dòng)軸承預(yù)緊力分析的靜力學(xué)、擬靜力學(xué)、擬動(dòng)力學(xué)分析模型,討論了各個(gè)模型的假設(shè)條件、考慮因素、受力情況、適用范圍等；針對(duì)高速工況,對(duì)擬動(dòng)力學(xué)分析模型中軸承滾動(dòng)體和軸承整體的受力情況進(jìn)行了分析,列出擬動(dòng)力學(xué)基本方程組；通過(guò)Matlab編程,給出了方程組的基本求解方法和流程。 根據(jù)軸承擬動(dòng)力學(xué)模型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果,以軸承預(yù)緊力為控制因素,討論預(yù)緊力對(duì)軸承接觸角、法向載荷、軸向變形等的影響規(guī)律；總結(jié)滾動(dòng)軸承剛度的分類(lèi)和求解方法,對(duì)油膜厚度和油膜剛度的影響因素進(jìn)行了理論研究；通過(guò)理論計(jì)算,研究軸承預(yù)緊力對(duì)軸承軸向綜合剛度和徑向綜合剛度的影響規(guī)律等。 對(duì)高速主軸單元綜合性能試驗(yàn)臺(tái)的核心部分進(jìn)行了三維建模,通過(guò)建模了解其基本結(jié)構(gòu)和工作原理；利用該試驗(yàn)臺(tái),試驗(yàn)驗(yàn)證了高速角接觸陶瓷球軸承預(yù)緊力對(duì)軸承剛度的影響規(guī)律,并且對(duì)不同主軸轉(zhuǎn)速和軸承預(yù)緊力情況下主軸其他性能的變化情況進(jìn)行了研究。
【關(guān)鍵詞】：高速角接觸陶瓷球軸承 擬動(dòng)力學(xué) 預(yù)緊力 剛度
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 目錄5-7
• CONTENTS7-9
• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 高速機(jī)床及軸承的發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 高速機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 高速軸承的發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.3 軸承預(yù)緊研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 預(yù)緊的作用及分類(lèi)16
• 1.3.2 預(yù)緊力控制方式16-19
• 1.3.3 軸承預(yù)緊理論研究現(xiàn)狀19
• 1.4 滾動(dòng)軸承理論分析方法19-20
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容20-23
• 第2章 滾動(dòng)軸承分析理論基礎(chǔ)23-35
• 2.1 角接觸球軸承的幾何關(guān)系23-25
• 2.1.1 接觸角23-24
• 2.1.2 密合度24
• 2.1.3 主曲率24-25
• 2.2 滾動(dòng)軸承分析的基本理論25-32
• 2.2.1 Hertz接觸理論25-29
• 2.2.2 滾道控制理論29-30
• 2.2.3 彈性流體潤(rùn)滑理論30-31
• 2.2.4 剛性套圈假設(shè)31-32
• 2.3 滾動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系32-33
• 2.3.1 坐標(biāo)系的選取32-33
• 2.3.2 滾動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)形式33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第3章 滾動(dòng)軸承預(yù)緊力分析模型的建立35-43
• 3.1 靜力學(xué)分析模型35-36
• 3.2 擬靜力學(xué)分析模型36-38
• 3.3 擬動(dòng)力學(xué)分析模型38-41
• 3.3.1 滾動(dòng)體受力38-40
• 3.3.2 受力平衡方程組及解法40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第4章 高速角接觸陶瓷球軸承剛度特性分析43-53
• 4.1 預(yù)緊力對(duì)軸承重要參數(shù)的影響43-45
• 4.1.1 預(yù)緊力對(duì)接觸角的影響43-44
• 4.1.2 預(yù)緊力對(duì)軸向變形的影響44-45
• 4.1.3 預(yù)緊力對(duì)法向接觸載荷的影響45
• 4.2 軸承剛度特性分析45-52
• 4.2.1 接觸剛度45-46
• 4.2.2 油膜剛度46-50
• 4.2.3 綜合剛度50-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第5章 高速主軸單元預(yù)緊力綜合試驗(yàn)研究53-67
• 5.1 試驗(yàn)裝置的研制53-55
• 5.1.1 試驗(yàn)原理53-54
• 5.1.2 試驗(yàn)臺(tái)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)54-55
• 5.2 試驗(yàn)方案及數(shù)據(jù)測(cè)量55-59
• 5.2.1 試驗(yàn)方案55-56
• 5.2.2 數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)56-59
• 5.3 數(shù)據(jù)整理及結(jié)果分析59-65
• 5.3.1 數(shù)據(jù)整理59-61
• 5.3.2 預(yù)緊力對(duì)軸承剛度的影響61-62
• 5.3.3 預(yù)緊力對(duì)回轉(zhuǎn)精度的影響62-63
• 5.3.4 預(yù)緊力對(duì)軸向竄動(dòng)的影響63-64
• 5.3.5 預(yù)緊力對(duì)溫升的影響64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀學(xué)位期間參加的課題73-75
• 致謝75-76
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表76

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 安靜濤;空間角接觸球軸承摩擦力矩理論分析及實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2016年

2 孫錕;空間角接觸球軸承的預(yù)緊載荷演化機(jī)理研究[D];燕山大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：995506