双列圆锥滚子轴承性能分析及数字化设计

发布时间：2020-06-18 16:03

【摘要】：轴承是列车的重要零部件之一。对于高速列车转向架中的轴箱轴承,其承受着车体的重量、钢轨的冲击载荷以及转弯时的轴向载荷,关系着整个系统的正常运行。建立精准的力学计算模型,准确预测轴承的疲劳寿命,分析轴承打滑以及内部摩擦发热问题,为高速条件下铁路列车的正常稳定运行提供一定的理论依据,具有十分重要的意义。本文针对“背对背”安装条件下的双列圆锥滚子轴承建立了拟静力学计算模型以及拟动力学计算模型,并在此基础上得到轴承内部的摩擦功率。取某动车轴箱轴承为实例进行计算,对轴承的疲劳寿命计算方法、轴承的拟动力学特性以及摩擦功率进行了分析。基于轴承计算程序的开发,形成轴承特性分析计算软件。具体研究内容如下:1)考虑轴承的离心效应以及初始游隙的影响,基于Python语言,通过对不同坐标系进行转换对“背对背”安装双列圆锥滚子轴承建立了内圈为5自由度,滚子为3自由度的拟静力学计算模型。利用得到的位移解,得到某动车轴箱轴承滚子与内圈滚道、滚子与外圈滚道及滚子与挡边接触处的载荷分布。对不同转速和游隙下载荷分布特性进行了分析,并对三种轴承疲劳寿命计算方法ISO标准计算方法、L-P理论寿命计算方法和改进的L-P理论寿命计算方法进行了对比分析。2)考虑轴承内部的摩擦、润滑以及保持架等综合因素的影响,建立了拟动力学计算模型,得到了各滚动单元的角速度分布,滚子与内外圈滚道及滚子与挡边各接触处的相对滑动速度的分布,对轴承内部滚子的打滑以及内外圈PV值动态性能进行了研究。3)在拟动力学分析的基础上建立了摩擦功率计算模型,对不同工况下轴承内部各滚动单元的摩擦功率,滚子与内圈滚道、滚子与外圈滚道、滚子与挡边以及滚动体与保持架各部分的摩擦功率进行了分析研究,可作为后续轴承内部温度分布计算的输入条件和理论依据。4)基于上述轴承分析模型,利用Python语言的Tkinter工具包,采用面向对象编程的方法开发了轴承计算分析软件,以实现轴承的数字化设计。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U270.33;TH133.33

【参考文献】