轴承衬套微动仿真分析及影响因素研究

发布时间：2020-05-16 05:27

【摘要】：微动广泛存在于机械及汽车传动系统的配合连接结构中,过大的微动会严重降低相关零部件的使用寿命,对传动系统的正常运行产生重要影响。轴承衬套是机械结构动力传递中常用的结构,轴承衬套的微动磨损问题普遍存在且危害严重。若采用试验手段研究轴承衬套微动磨损,试验设备复杂,成本昂贵,且部分工况不易满足。而有限元仿真方法的经济性、可靠性和工况可控性,使其逐渐成为国内外受欢迎的研究手段。采用有限元仿真方法开展实际工况下轴承衬套微动磨损研究,探索减小轴承衬套微动磨损的有效措施,具有重要的理论意义和实用价值。本文以某轴承衬套为研究对象,在验证有限元仿真方法的可靠性的基础上,建立贴近实际的轴承衬套有限元模型,利用热固耦合和过盈配合有限元方法,分析了实际工况下轴承衬套的微动,探讨了齿轮齿面粗糙度、轴承衬套过盈量和轴承衬套材料对轴承衬套微动特性的影响规律,采用正交设计方法研究了各影响因素的显著性,最后得到减小轴承衬套微动磨损的最优方案,并评价了最优方案的优化性和可操作性。仿真发现轴承衬套在齿轮啮合力、轴承座振动和温度作用下,发生复合微动磨损。通过对比同一因素不同水平下轴承衬套微动区域相同位置的最大应力和最大微动量,得到齿轮齿面粗糙度、轴承衬套过盈量和轴承衬套材料对轴承衬套微动特性的影响规律。论文的研究提出了减小轴承衬套微动磨损的措施:通过减小轴承衬套与轴承座之间的过盈量或者采用微动应力因子小的轴承衬套材料来减小应力系数,通过减小齿轮齿面粗糙度或者采用热膨胀系数小的轴承衬套材料来减小微动量。论文还采用正交设计方法设计分析方案,利用极差分析和方差分析分析数据,研究齿轮齿面粗糙度、轴承衬套过盈量和轴承衬套材料对轴承衬套微动特性的影响,并获得减小轴承衬套微动磨损的最优方案。分析表明,最优方案应力系数平均优化率达75.7%,最大微动量平均优化率达37.1%。但同时最优方案增加了生产成本和生产时间,工程实际中可根据实际需要选取相关参数值。
【图文】：

验证模型,有限元仿真,热传导

损有限元仿真分析的可靠性，，为后续分析奠定有限元方法验证承衬套处于高温工作环境，温度将会影响结的应力和变形。在有限元仿真中，结合温度于工程实际问题，只有考虑了热固耦合才能通过热传导和摩擦生热模拟准确温度条件，生热和同时考虑摩擦生热和热传导情况下温有限元方法的准确性。限元验证验证模型如图 2.1 所示，由上下两方块组成，温度为 60℃；下方块尺寸为 20*20*2mm，初2.2 所示，下方块底部固定，上方块施加沿-Z

验证模型,载荷,加载,情况

图 2.2 验证模型载荷加载情况Fig 2.2 The loading of the verification model参数如表 2.1 所示。表 2.1 验证模型材料参数Table 2.1 The material parameter of the verification mod泊松比弹性模量 E(MPa)比热容 C( 2/(℃ × 2)0.3 210000 9.21*108计算式 Q = Cm T 得：=整体平衡上上下下Cm T Cm T +Cm T 板的质量为分别为：
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH133.3

【参考文献】