疲勞試驗(yàn)機(jī)主試驗(yàn)箱系統(tǒng)力學(xué)特性分析及優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2022-02-24 08:48
接觸疲勞是齒輪、軸承等基礎(chǔ)部件失效的主要原因之一。依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YB/T5345-2014),滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)是獲取材料滾動(dòng)接觸疲勞性能不可或缺的試驗(yàn)裝備,而主試驗(yàn)箱是試驗(yàn)機(jī)的核心部件,因此,開展主試驗(yàn)箱系統(tǒng)特性分析及優(yōu)化,對(duì)于疲勞試驗(yàn)機(jī)研制具有重要意義。本論文以自主研發(fā)的滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)主試驗(yàn)箱系統(tǒng)為對(duì)象,以單個(gè)圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)為切入點(diǎn),分析了主試驗(yàn)箱系統(tǒng)的力學(xué)特性,并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。論文的主要研究工作包括:1、根據(jù)Hertz接觸理論,結(jié)合兩種不同的接觸工況,分析了圓柱滾子軸承的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并推導(dǎo)了保持架的理論轉(zhuǎn)速。結(jié)合實(shí)際工況確定了接觸參數(shù),在ADAMS中建立了圓柱滾子軸承的動(dòng)力學(xué)模型,并完成了模型驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,探究了徑向載荷、轉(zhuǎn)速對(duì)圓柱滾子軸承的影響。結(jié)果表明:在轉(zhuǎn)速與軸向預(yù)緊力一定的情況下,隨著徑向載荷的增加,軸承保持架穩(wěn)定性變差,但滾動(dòng)體與外圈的接觸力增加且趨于平穩(wěn),瞬時(shí)沖擊得到抑制;在徑向載荷與軸向預(yù)緊力一定的情況下,隨著轉(zhuǎn)速的增加,滾動(dòng)體與外圈接觸力周期明顯縮短,瞬時(shí)沖擊增多。2、以主試驗(yàn)箱系統(tǒng)為對(duì)象,依據(jù)主試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和軸承特性分析,結(jié)合多體動(dòng)力...
【文章來源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題來源及研究意義
1.2 疲勞試驗(yàn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 滾動(dòng)軸承國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
1.5 主要研究?jī)?nèi)容
2 圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)分析
2.1 Hertz接觸理論
2.1.1 Hertz點(diǎn)接觸
2.1.2 Hertz線接觸
2.2 滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)規(guī)律
2.3 ADAMS多體動(dòng)力學(xué)分析
2.3.1 ADAMS剛體動(dòng)力學(xué)方程
2.3.2 ADAMS中接觸力
2.4 圓柱滾子軸承多體動(dòng)力學(xué)分析
2.4.1 圓柱滾子軸承多體動(dòng)力學(xué)模型建立
2.4.2 模型有效性驗(yàn)證
2.4.3 徑向載荷對(duì)圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)特性的影響
2.4.4 轉(zhuǎn)速對(duì)圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)的影響
2.5 本章小結(jié)
3 主試驗(yàn)箱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析
3.1 主試驗(yàn)箱系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏P?br> 3.1.1 三維模型
3.1.2 剛體模型
3.1.3 部件柔性化
3.1.4 剛?cè)狁詈夏P?br> 3.1.5 模型驗(yàn)證
3.2 主試驗(yàn)箱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析
3.2.1 轉(zhuǎn)速對(duì)主軸振動(dòng)的影響
3.2.2 徑向載荷對(duì)主軸振動(dòng)的影響
3.2.3 極限工況下主軸變形的情況
3.3 本章小結(jié)
4 主試驗(yàn)箱系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論
4.2 主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.2.1 主軸靜態(tài)性能要求
4.2.2 主軸系統(tǒng)受力分析
4.2.3 軸承簡(jiǎn)化及剛度計(jì)算
4.2.4 主軸靜力學(xué)分析
4.2.5 主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.2.6 主軸模態(tài)分析
4.3 箱體優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3.1 軸承載荷
4.3.2 靜力學(xué)分析
4.3.3 箱體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 研究工作總結(jié)
5.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]風(fēng)電齒輪箱高速軸圓錐滾子軸承動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 沈意平,徐默然,唐斌龍,李卉. 噪聲與振動(dòng)控制. 2019(03)
[2]基于NSGAⅡ算法的雙驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 黃俊,袁軍堂,汪振華. 中國(guó)機(jī)械工程. 2016(24)
[3]六點(diǎn)支承航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)離散模型[J]. 路振勇,侯磊,孫傳宗,陳予恕. 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2016(11)
[4]航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子軸承試驗(yàn)機(jī)主軸動(dòng)靜態(tài)性能分析[J]. 呂彩霞,王連吉,李興林,尹福剛,高秀娥. 軸承. 2016(08)
[5]大模數(shù)齒輪齒條試驗(yàn)裝備軸承座剛度優(yōu)化研究[J]. 王征兵,劉忠明,張和平,李權(quán)才,袁玉鵬. 現(xiàn)代制造工程. 2015(12)
[6]圓柱滾子軸承多體接觸動(dòng)力學(xué)研究[J]. 姚廷強(qiáng),黃亞宇,王立華. 振動(dòng)與沖擊. 2015(07)
[7]超高速磨削機(jī)床主軸系統(tǒng)模態(tài)分析[J]. 于天彪,王學(xué)智,關(guān)鵬,王宛山. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(17)
[8]滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的研究現(xiàn)狀[J]. 王軍威,李國(guó)祿,王海斗,徐濱士. 工程與試驗(yàn). 2011(03)
[9]鑄鐵軸承座載荷計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析[J]. 李曉磊,郭學(xué)鋒,陳平,徐春杰,原年亮. 鑄造技術(shù). 2011(04)
[10]基于ADAMS的深溝球軸承仿真分析[J]. 朱利軍,譚晶,黃迪山,徐洋,傅慧燕. 軸承. 2011(02)
博士論文
[1]基于區(qū)間分析方法的不確定參數(shù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 張潔潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]數(shù)控磨床可靠性評(píng)估及主軸部件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 陳一凡.重慶理工大學(xué) 2018
[2]T2120深孔鉆鏜床主傳動(dòng)系統(tǒng)的性能分析與優(yōu)化[D]. 徐文凱.中北大學(xué) 2017
[3]球盤式高速滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的研制及驗(yàn)證[D]. 張爽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)分析[D]. 袁仁煉.昆明理工大學(xué) 2014
[5]基于ADAMS的高性能軸承動(dòng)態(tài)性能分析[D]. 關(guān)猛.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[6]球軸承—齒輪系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析[D]. 產(chǎn)文兵.昆明理工大學(xué) 2014
[7]飛行器舵機(jī)伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模研究[D]. 張習(xí)強(qiáng).南京理工大學(xué) 2013
[8]滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)靜壓軸承靜態(tài)及主軸熱態(tài)特性分析[D]. 姚寧.燕山大學(xué) 2012
本文編號(hào):3642380
【文章來源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題來源及研究意義
1.2 疲勞試驗(yàn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 滾動(dòng)軸承國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
1.5 主要研究?jī)?nèi)容
2 圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)分析
2.1 Hertz接觸理論
2.1.1 Hertz點(diǎn)接觸
2.1.2 Hertz線接觸
2.2 滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)規(guī)律
2.3 ADAMS多體動(dòng)力學(xué)分析
2.3.1 ADAMS剛體動(dòng)力學(xué)方程
2.3.2 ADAMS中接觸力
2.4 圓柱滾子軸承多體動(dòng)力學(xué)分析
2.4.1 圓柱滾子軸承多體動(dòng)力學(xué)模型建立
2.4.2 模型有效性驗(yàn)證
2.4.3 徑向載荷對(duì)圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)特性的影響
2.4.4 轉(zhuǎn)速對(duì)圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)的影響
2.5 本章小結(jié)
3 主試驗(yàn)箱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析
3.1 主試驗(yàn)箱系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏P?br> 3.1.1 三維模型
3.1.2 剛體模型
3.1.3 部件柔性化
3.1.4 剛?cè)狁詈夏P?br> 3.1.5 模型驗(yàn)證
3.2 主試驗(yàn)箱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析
3.2.1 轉(zhuǎn)速對(duì)主軸振動(dòng)的影響
3.2.2 徑向載荷對(duì)主軸振動(dòng)的影響
3.2.3 極限工況下主軸變形的情況
3.3 本章小結(jié)
4 主試驗(yàn)箱系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論
4.2 主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.2.1 主軸靜態(tài)性能要求
4.2.2 主軸系統(tǒng)受力分析
4.2.3 軸承簡(jiǎn)化及剛度計(jì)算
4.2.4 主軸靜力學(xué)分析
4.2.5 主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.2.6 主軸模態(tài)分析
4.3 箱體優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3.1 軸承載荷
4.3.2 靜力學(xué)分析
4.3.3 箱體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 研究工作總結(jié)
5.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]風(fēng)電齒輪箱高速軸圓錐滾子軸承動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 沈意平,徐默然,唐斌龍,李卉. 噪聲與振動(dòng)控制. 2019(03)
[2]基于NSGAⅡ算法的雙驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 黃俊,袁軍堂,汪振華. 中國(guó)機(jī)械工程. 2016(24)
[3]六點(diǎn)支承航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)離散模型[J]. 路振勇,侯磊,孫傳宗,陳予恕. 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2016(11)
[4]航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子軸承試驗(yàn)機(jī)主軸動(dòng)靜態(tài)性能分析[J]. 呂彩霞,王連吉,李興林,尹福剛,高秀娥. 軸承. 2016(08)
[5]大模數(shù)齒輪齒條試驗(yàn)裝備軸承座剛度優(yōu)化研究[J]. 王征兵,劉忠明,張和平,李權(quán)才,袁玉鵬. 現(xiàn)代制造工程. 2015(12)
[6]圓柱滾子軸承多體接觸動(dòng)力學(xué)研究[J]. 姚廷強(qiáng),黃亞宇,王立華. 振動(dòng)與沖擊. 2015(07)
[7]超高速磨削機(jī)床主軸系統(tǒng)模態(tài)分析[J]. 于天彪,王學(xué)智,關(guān)鵬,王宛山. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(17)
[8]滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的研究現(xiàn)狀[J]. 王軍威,李國(guó)祿,王海斗,徐濱士. 工程與試驗(yàn). 2011(03)
[9]鑄鐵軸承座載荷計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析[J]. 李曉磊,郭學(xué)鋒,陳平,徐春杰,原年亮. 鑄造技術(shù). 2011(04)
[10]基于ADAMS的深溝球軸承仿真分析[J]. 朱利軍,譚晶,黃迪山,徐洋,傅慧燕. 軸承. 2011(02)
博士論文
[1]基于區(qū)間分析方法的不確定參數(shù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 張潔潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]數(shù)控磨床可靠性評(píng)估及主軸部件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 陳一凡.重慶理工大學(xué) 2018
[2]T2120深孔鉆鏜床主傳動(dòng)系統(tǒng)的性能分析與優(yōu)化[D]. 徐文凱.中北大學(xué) 2017
[3]球盤式高速滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的研制及驗(yàn)證[D]. 張爽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)分析[D]. 袁仁煉.昆明理工大學(xué) 2014
[5]基于ADAMS的高性能軸承動(dòng)態(tài)性能分析[D]. 關(guān)猛.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[6]球軸承—齒輪系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析[D]. 產(chǎn)文兵.昆明理工大學(xué) 2014
[7]飛行器舵機(jī)伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模研究[D]. 張習(xí)強(qiáng).南京理工大學(xué) 2013
[8]滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)靜壓軸承靜態(tài)及主軸熱態(tài)特性分析[D]. 姚寧.燕山大學(xué) 2012
本文編號(hào):3642380
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