空间角接触球轴承摩擦力矩理论分析及实验研究
本文选题:角接触球轴承 切入点:摩擦力矩 出处:《燕山大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:空间轴承是航天机构的最基本组成部分,也是构成其他组件的关键零部件。空间轴承的可靠性是航天机构正常运转、实现预定功能和预计寿命的基础保障。轴承的摩擦力矩是轴系运动性能的重要参数,机构转动关节卡死所造成的故障占有很大比例。由于空间角接触球轴承长期工作于空间环境,摩擦力矩就会直接或间接地受到高低温、交变温度、高真空、失重和强辐射等环境因素的影响。本文主要从预紧,装配,温度等因素入手,研究各因素对轴承摩擦力矩的影响,揭示实际工况下轴承摩擦力矩随其变化的规律。主要研究内容如下:滚动轴承静力学分析:基于赫兹接触理论,建立滚动轴承静力学模型,考虑轴承在单一载荷或联合载荷下的变形,并对比各载荷对其影响,分析各载荷间的相互影响;建立摩擦力矩模型:针对单个轴承,建立轴承内部构件相互间的运动模型,得到接触面间运动关系,以及速度对轴承滚珠接触载荷的影响。对轴承摩擦力矩的形成原因进行分析计算,最终建立轴承摩擦力矩的数值模型。并以研究对象为例进行了数值计算;分析工作环境对摩擦力矩的影响:考虑实际工况,分析轴承装配过盈量对轴承结构尺寸的影响;得到温度对已装配轴承的结构影响,建立轴系的温度应力模型,分析轴系部件间变形关系,结合理论及仿真进行数值计算;分析轴承摩擦力矩的变化;轴系轴承摩擦力矩测试实验:在考虑装配接触面摩擦力的基础上,首先确定轴系预紧力实际施加效果,进行实验研究;然后针对速度,预紧,装配,温度等影响因素进行相应的实验及理论分析。与理论结果对比,揭示各个因素的影响规律。本文以精密轴系中的空间轴承为研究对象,开展轴承摩擦力矩的理论分析及实验研究,通过分析交变温度、工作载荷、配合方式对轴承摩擦力矩的影响,揭示了各个影响因素的影响机理,确定了各个因素的影响程度,为轴系的装配设计,预紧力的施加,摩擦力矩确定提供了相应的理论参考。
[Abstract]:Space bearing is the most basic component of spaceflight mechanism, and also the key component of other components. The reliability of space bearing is the normal operation of spaceflight mechanism. The friction moment of bearing is an important parameter of shafting motion performance. Due to the long term working in the space environment, the friction torque will be directly or indirectly subjected to high and low temperature, alternating temperature, high vacuum. The influence of environmental factors, such as weightlessness and strong radiation, on the friction torque of bearings is studied in this paper, starting with the factors of preload, assembly, temperature, etc. The main research contents are as follows: static analysis of rolling bearing: based on Hertz contact theory, the static model of rolling bearing is established. Considering the deformation of bearing under single load or combined load, and comparing the influence of each load on it, and analyzing the mutual influence of each load, the friction moment model is established: for a single bearing, the motion model of internal components of bearing is established. The motion relation between contact surfaces and the influence of velocity on the contact load of bearing ball are obtained. The cause of the friction moment of bearing is analyzed and calculated. Finally, the numerical model of bearing friction moment is established, and the numerical calculation is carried out by taking the object of study as an example. The influence of working environment on the friction moment is analyzed, and the influence of bearing assembly interference on bearing structure size is analyzed considering the actual working conditions. The influence of temperature on the structure of the assembled bearing is obtained, the temperature stress model of the shaft system is established, the deformation relationship between the shafting components is analyzed, the numerical calculation is carried out by combining the theory and simulation, and the variation of the friction moment of the bearing is analyzed. Testing experiment of bearing friction torque: on the basis of considering the friction force of assembly contact surface, the experimental study is carried out to determine the actual application effect of shaft pre-tightening force, and then, aiming at speed, pre-tightening and assembly, The influence factors such as temperature are tested and analyzed theoretically. Compared with the theoretical results, the influence law of each factor is revealed. In this paper, the space bearing in precision shafting is taken as the research object. By analyzing the influence of alternating temperature, working load and matching mode on bearing friction torque, the influence mechanism of each factor is revealed, and the influence degree of each factor is determined. It provides a theoretical reference for the assembly design of shafting, the application of pretightening force and the determination of friction moment.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V44
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本文编号:1642498
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