混合陶瓷型滚珠花键副的研究与设计

发布时间：2021-02-27 16:42

　　为适应机械制造装备向高速、高精度、高可靠性方向发展,本文提出并研发一种新型滚珠花键副。针对滚珠花键副的工作特性,确定合适的滚珠材料,以滚珠在滚道内接触应力和接触变形为依据,结合滚道的曲率分布及新材料滚珠设计出椭圆弧滚道截型。在等刚度条件下确定滚珠尺寸和数量,对新接触状态下花键副的刚度、摩擦特性和抗振性进行研究。花键副刚度的研究。基于Hertz理论建立刚度解析模型,对比分析Si₃N₄滚珠与GCr15滚珠在不同载荷及不同预紧下的接触变形和应力分布,分析预紧力对滚珠花键副接触刚度的影响,借助有限元软件进行仿真验证,分析结果和理论值一致性较好。推导出花键副综合刚度的计算方法,对其整体刚度性能进行考察。花键副摩擦特性研究。从滚珠的运动特性入手,剖析了花键副内部滚珠的接触状态和运动形式,对产生花键副摩擦的主要运动形式进行分析及摩擦力的计算;分析预紧力对摩擦力矩的影响关系,求解不同预紧下对应的摩擦力,并与金属滚珠花键副进行对比分析。花键副抗振性研究。对比金属滚珠花键副,重点分析了混合陶瓷滚珠花键副的动态特性。建立花键副模态分析的有限元模型,求解得出前六阶固... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状概述
        1.2.1 滚珠花键副的概述
        1.2.2 滚珠花键副国内外的研究现状
        1.2.3 陶瓷部件的研究现状
    1.3 课题主要研究内容
第2章 混合陶瓷滚珠花键副的形成与截型设计
    2.1 混合陶瓷滚珠花键副的形成
        2.1.1 滚珠花键副载荷特性分析
        2.1.2 滚珠新材料选择
        2.1.3 陶瓷滚珠的性能分析
    2.2 陶瓷滚珠导致花键副性能与结构的变化
        2.2.1 滚珠花键副性能变化
        2.2.2 滚珠花键副局部结构变化
    2.3 混合陶瓷滚珠花键副滚道截型设计
        2.3.1 现有滚道截型及参数分析
        2.3.2 陶瓷珠的运动受力和滑移
        2.3.3 滚道截型的设计
        2.3.4 椭圆弧滚道的接触应力和接触变形分析
    2.4 等刚度条件下陶瓷珠直径及数量的确定
    2.5 本章小结
第3章 混合陶瓷滚珠花键副刚度分析
    3.1 混合陶瓷滚珠花键副接触刚度分析
        3.1.1 点接触问题的理论模型
        3.1.2 滚珠花键副内的接触位移计算
    3.2 滚珠与花键轴之间综合刚度计算
    3.3 混合陶瓷滚珠花键副接触变形有限元分析
        3.3.1 模型建立及网格划分
        3.3.2 定义接触及边界条件
        3.3.3 求解及结果分析
    3.4 混合陶瓷滚珠花键副预加载荷下的刚度计算
    3.5 本章小结
第4章 混合陶瓷滚珠花键副摩擦特性分析
    4.1 滚珠花键副内滚珠运动形式
        4.1.1 坐标系的建立
        4.1.2 滚珠与滚道的接触状态
        4.1.3 滚珠的直线运动和纯滚动
        4.1.4 滚珠的陀螺运动和自旋运动
    4.2 滚珠花键副摩擦特性分析
        4.2.1 弹性滞后纯滚动摩擦
        4.2.2 差动滑动的摩擦力
        4.2.3 滚珠自旋运动摩擦阻力
    4.3 花键副摩擦阻力影响因素
        4.3.1 旋滚比参数的确定
        4.3.2 预加载荷下摩擦力计算
    4.4 本章小结
第5章 混合陶瓷滚珠花键副动态特性分析
    5.1 滚珠花键副动力学分析概述
    5.2 混合陶瓷滚珠花键副模态分析
        5.2.1 滚珠花键副动态特性力学模型
        5.2.2 模态分析有限元仿真
    5.3 滚珠花键副谐响应分析
        5.3.1 谐响应分析的理论基础
        5.3.2 滚珠花键副阻尼特性研究
        5.3.3 滚珠花键副谐响应分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]轴承数字化设计及其在高速陶瓷球轴承结构设计中的应用[D]. 陈锦江.天津大学 2004

硕士论文
[1]混合陶瓷削边圆柱滚动导轨副的研究与设计[D]. 宋玉龙.燕山大学 2017
[2]混合陶瓷滚珠直线导轨副接触特性与动力学分析[D]. 王会彬.燕山大学 2017
[3]滚珠直线导轨副接触问题的动力学分析[D]. 龚灿.华中科技大学 2014
[4]混合陶瓷直线型滚柱导轨副的研究与设计[D]. 罗水新.燕山大学 2013
[5]混合陶瓷滚珠丝杠副的研究与设计[D]. 封秋月.燕山大学 2012
[6]直线滚动导轨预加载荷的应用研究[D]. 高飞.江南大学 2007
[7]滚动直线导轨副的力学性能研究[D]. 王盘铭.华中科技大学 2006



本文编号：3054512