铁路轴承套圈内圆磨床结构动态特性分析

发布时间：2017-03-31 08:02

  本文关键词：铁路轴承套圈内圆磨床结构动态特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国铁路大发展,但高速、重载铁路轴承依赖进口。国内轴承行业正在加快高铁、重载铁路轴承的研制,研发铁路轴承内外套圈精密磨削成套装备,对推动我国高铁和重载货运列车轴承的国产化具有积极意义。铁路轴承套圈内圆磨床是铁路轴承磨削加工的关键设备。本文针对铁路轴承套圈内圆磨床展开结构动态特性分析与优选设计,论文主要研究工作如下：1)利用SolidWorks软件和ANSYS软件建立铁路轴承内圆磨床动力学模型。2)基于液体静压理论和摩擦学理论,建立了平V贴塑静压卸荷导轨结合部动力学模型,计算了静压油膜区与贴塑层接触刚度,并将V形导轨法向刚度分解为垂向刚度和横向刚度,得到平V贴塑静压卸荷导轨结合部垂向和法向动态特性参数。研究结果表明：贴塑层刚度远大于静压油膜区刚度；进给系统垂向和横向接触刚度随着贴塑层厚度的减小而显著增加；铁路轴承内圆磨床贴塑层厚度推荐值为2mm。3)基于赫兹接触理论、杆件拉压变形理论和滚动轴承分析理论,建立了考虑丝杠扭转变形效应的滚珠丝杠驱动机床进给系统轴向动力学模型,对一端固定、一端浮动和两端固定的滚珠丝杠驱动进给系统轴向动力学特性进行系统地分析。研究结果表明：螺母的工作位置对进给系统的轴向动态特性影响较大,螺母越靠近固定支承端,进给系统的轴向固有频率越高;两端固定的滚珠丝杠进给系统动力学性能优于一端固定、一端浮动进给系统。4)对铁路轴承内圆磨床整机进行模态分析和谐响应分析,结合内圆磨床加工特点及整机动态特性分析结果,找出磨床薄弱环节,对磨床结构进行结构动态设计,得出结构改进方案。
【关键词】：铁路轴承内圆磨床 贴塑静压卸荷导轨 滚珠丝杠副 结构动态设计
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U270.33;TG581.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 注释表9-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 论文研究背景11-12
• 1.2 磨床进给系统结合部动态特性研究现状12-14
• 1.2.1 接触刚度识别方法12-13
• 1.2.2 平V贴塑静压卸荷导轨13-14
• 1.3 磨床结构动态特性研究现状14-15
• 1.4 存在的问题15
• 1.5 本文研究内容15-17
• 第二章 铁路轴承内圆磨床动力学建模17-22
• 2.1 概述17
• 2.2 磨床动力学建模17-19
• 2.2.1 磨床结构17-18
• 2.2.2 磨床整机动力学建模18-19
• 2.3 磨床进给系统结合部动力学建模19-21
• 2.3.1 进给系统结构19-20
• 2.3.2 结合部动力学建模20-21
• 2.3.3 结合部等效刚度21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 平V贴塑静压卸荷导轨结合部动态特性参数计算22-32
• 3.1 概述22
• 3.2 动力学模型22-23
• 3.3 垂向和横向动态特性计算23-28
• 3.3.1 静压油膜刚度23-26
• 3.3.2 贴塑层刚度26-27
• 3.3.3 软件编写与校核27-28
• 3.4 结果与讨论28-31
• 3.4.1 基本参数28-29
• 3.4.2 动态特性参数计算29-30
• 3.4.3 结果与讨论30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第四章 滚珠丝杠驱动磨床进给系统轴向动态特性参数计算32-52
• 4.1 概述32
• 4.2 动力学模型32
• 4.3 轴向动态特性计算32-41
• 4.3.1 固有频率32-33
• 4.3.2 轴向刚度33-39
• 4.3.3 软件编写与校核39-40
• 4.3.4 模型验证40-41
• 4.4 结果与讨论41-51
• 4.4.1 左端固定、右端浮动42-47
• 4.4.2 杠两端固定47-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 铁路轴承内圆磨床结构动力学分析52-79
• 5.1 概述52
• 5.2 磨床结构动力学分析52-58
• 5.2.1 模态分析52-56
• 5.2.2 谐响应分析56-58
• 5.2.3 磨床薄弱环节58
• 5.3 磨床结构动态设计58-72
• 5.3.1 进给系统轴向刚度58-60
• 5.3.2 砂轮修整器60-66
• 5.3.3 床身结构66-69
• 5.3.4 工件系统69-72
• 5.4 磨床结构设计方案72-78
• 5.4.1 初步方案72-75
• 5.4.2 最终方案75-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 论文总结79
• 6.2 论文展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 作者简介85

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