滚动轴承力学分析及滚道表面形貌表征与设计

发布时间：2017-04-27 00:04

  本文关键词：滚动轴承力学分析及滚道表面形貌表征与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文首先以高速滚动轴承为研究对象,建立了高速滚动轴承的拟静力学模型,并以某型非标航空发动机主轴轴承试验机支承轴承B7010C/P4为研究对象,利用Newton-Raphson迭代法进行了求解,得到了载荷、转速对轴承接触角、接触应力和接触变形的影响。 继而建立了适用于圆柱滚子轴承润滑分析的等温线接触弹流润滑模型,采用Newton-Raphson法作为计算工具,并在计算中引入“下山因子”加快方程组收敛速度。并基于计算结果讨论了弹流油膜的典型特征及速度和载荷等工况参数对油膜压力和油膜厚度的影响。最后探讨并优化了工程实际中弹流润滑状态判别法,并对具有相同型号的国内、外滚动轴承NUIOIOEM内圈滚道表面与滚动体之间弹流润滑状态进行分析。 再而介绍了某型非标航空发动机主轴轴承试验机机械结构特点、驱动系统、加载系统、润滑系统和计算机监控系统。同时针对试验过程中出现的主轴串动和滚动体偏载现象,对试验机机械系统进行调试和结构改进。 此外本文基于ISO/TS CD25178-2:2006三维表面形貌表征体系参数,建立了滚道表面形貌参数与轴承性能之间的对应关系,并对具有相同型号的国内、外滚动轴承内圈滚道表面三维形貌进行了测量和比较,验证了Sa、Sz、Ssk、Sku、Sxp、 Vmp、Vvc、Sdp、Sdr、Spd等10参数在表征轴承性能上的有效性。 最后基于航空发动机主轴轴承试验机,试验研究了表面微造型特征对滚动轴承性能的影响。有限的试验研究表明,凹坑参数的选定对试验后滚道表面形貌有显著影响,凹坑特征不应显著削弱轴承滚道表面的接触特性。局限于试验条件和经验缺乏,尚未得到可以显著改善滚道表面综合特性的微造型参数。
【关键词】：拟静力学模型 弹流润滑 三维形貌参数 滚动轴承试验机 激光微造型
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.33
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 目录11-14
• 插图清单14-17
• 表格清单17-18
• 第一章 绪论18-25
• 1.1 引言18
• 1.2 滚动轴承力学模型研究18-19
• 1.3 线接触弹流润滑理论数值计算方法研究19-20
• 1.4 滚道表面形貌对轴承性能的影响20-21
• 1.5 激光微造型对点、线接触摩擦副摩擦特性的影响21-23
• 1.6 国内、外研究现状及评述23-24
• 1.7 本文研究内容24-25
• 第二章 高速滚动轴承拟静力学分析25-41
• 2.1 引言25
• 2.2 角接触球轴承主要结构参数和运动关系25-29
• 2.2.1 角接触球轴承主要结构参数25-27
• 2.2.2 角接触球轴承运动学关系27-29
• 2.3 高速滚动轴承接触应力与变形29-31
• 2.3.1 Hertz接触理论29-30
• 2.3.2 轴承的接触应力与变形30-31
• 2.4 高速滚动轴承拟静力学模型的建立及分析计算31-35
• 2.4.1 拟静力学模型的建立31-34
• 2.4.2 基本方程组的求解34-35
• 2.5 实例计算35-40
• 2.5.1 承受轴向载荷时的计算结果及分析35-38
• 2.5.2 承受联合载荷时的计算结果及分析38-40
• 2.6 本章小结40-41
• 第三章 等温线接触弹流润滑问题的数值分析41-54
• 3.1 引言41
• 3.2 弹流润滑问题的控制方程41-44
• 3.2.1 基本方程41-42
• 3.2.2 无量纲参数的选取和方程的无量纲化42-44
• 3.3 弹流方程的离散及数值求解44-48
• 3.3.1 弹流润滑方程的离散44-45
• 3.3.2 弹流方程的数值求解45-48
• 3.4 弹流油膜的典型特征及各参数的影响48-50
• 3.4.1 弹流油膜的典型特征48-49
• 3.4.2 速度参数的影响49-50
• 3.4.3 载荷参数的影响50
• 3.5 弹流润滑状态的判别50-51
• 3.6 滚动轴承的弹流润滑实例计算51-53
• 3.6.1 滚动轴承的弹性流体动力润滑计算51-52
• 3.6.2 轴承滚道表面形貌测量52-53
• 3.6.3 滚动轴承内圈与滚动体润滑状态判断53
• 3.7 小结53-54
• 第四章 轴承滚道表面形貌表征54-64
• 4.1 引言54
• 4.2 ISO/TS CD 25178-2：2006三维形貌表征参数54-58
• 4.2.1 高度参数54-55
• 4.2.2 空间参数55-56
• 4.2.3 混合参数56-57
• 4.2.4 功能参数57-58
• 4.2.5 特征参数58
• 4.3 轴承滚道表面三维评定参数58-60
• 4.3.1 高度参数58-59
• 4.3.2 功能参数59
• 4.3.3 混合参数59
• 4.3.4 特征参数59-60
• 4.4 轴承滚道表面形貌表征及对比分析60-63
• 4.4.1 Talysurf CCI Lite非接触式三维光学形貌仪60-61
• 4.4.2 滚道表面三维形貌表征及对比分析61-63
• 4.5 小结63-64
• 第五章 轴承试验机系统概述及机械系统调试与改进64-73
• 5.1 引言64
• 5.2 某型非标航空发动机主轴轴承试验机系统概述64-69
• 5.2.1 试验机主体结构特点66-67
• 5.2.2 驱动系统67
• 5.2.3 加载系统67-68
• 5.2.4 润滑系统68
• 5.2.5 计算机监控系统68-69
• 5.3 轴承试验机机械系统调试与结构改进69-72
• 5.3.1 基于主轴串动的调试与结构改进70-71
• 5.3.2 基于滚动体偏载的调试与结构改进71-72
• 5.4 小结72-73
• 第六章 ：轴承内圈滚道表面微造型试验初探73-93
• 6.1 引言73
• 6.2 轴承滚道表面微造型设计73-74
• 6.3 滚道表面激光微加工74-77
• 6.3.1 YLP-F10光纤激光打标机74
• 6.3.2 E-RSC100型标准旋转工作台74-75
• 6.3.3 试件圆周面激光微加工过程75-76
• 6.3.4 激光微加工表面后处理76-77
• 6.4 含微造型特征的滚动轴承性能测试77-81
• 6.4.1 轴承试验规范77-79
• 6.4.2 载荷谱、速度谱选取方案79-80
• 6.4.3 轴承试验方案80-81
• 6.5 试验结果及讨论81-90
• 6.5.1 试验后滚道表面形貌特征81-86
• 6.5.2 典型形貌特征分析86-90
• 6.6 激光微凹坑微观分析90-92
• 6.6.1 激光处理过程中钢的相变机制90-91
• 6.6.2 激光处理过程中相变钢的性能91
• 6.6.3 热处理残渣理化分析91-92
• 6.6.4 承载区域凹坑微观变化92
• 6.7 小结92-93
• 第七章 总结与展望93-96
• 7.1 结论93-94
• 7.2 展望94-96
• 参考文献96-100
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况100

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：329481