微孔节流气体静压止推轴承的特性研究
发布时间：2023-02-28 21:38
高速精密机床是加工机械产品的主要工具,其性能的优劣直接决定着机械产品的质量,而精密机床的核心部件是电主轴。在电主轴的支撑方式中,气体静压轴承随着流体润滑理论以及流体力学的发展和完善,其承载力和刚度得到提高,可以满足精密加工的需要,因此成为精密加工设备和测试设备主轴中的主要支撑方式。本文结合现有的狭缝节流器及孔式节流器的优缺点,提出一种微孔节流器,它属于孔式节流的范畴,但突破了传统小孔节流器的结构形式,在节流孔的出口处不设置气腔,均为通孔,同时结合了狭缝节流器的节流特性,在保证轴承刚度的基础上,增加供气孔数量,改善压力分布状态,进而提高轴承的特性。根据小孔节流和环面节流的物理模型,建立微孔节流的物理模型。依据气体轴承理论中的的雷诺方程,N-S方程、流体力学的运动方程、状态方程以及连续方程等推导出求解微孔节流气体静压止推轴承的动静态特性的数学方程,并利用有限差分法对推导的微孔节流气体静压止推轴承的静态方程进行差分,并利用MATLAB进行编程求解。根据微孔节流气体静压止推轴承的物理模型,利用Solidworks软件、Gambit软件以及ICEM CFD软件等对微孔节流气体静压止推轴承进行仿真...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景与意义
1.2.1 研究背景
1.2.2 研究意义
1.3 气体静压轴承的国内外研究现状
1.3.1 国外研究概述
1.3.2 国内研究概述
1.4 微孔节流气体静压止推轴承特性的求解方法概述
1.5 课题主要研究内容
2.微孔节流气体静压止推轴承的数学模型的建立
2.1 微孔节流器及微孔节流气体静压止推轴承的设计
2.2 微孔节流气体静压止推轴承的静态方程的推导
2.2.1 节流孔内气体的流动速度的计算
2.2.2 保角变换
2.2.3 气膜内的气体质量流量计算
2.2.4 节流孔后压力计算
2.2.5 轴承静态特性的求解方程的推导
2.3 微孔节流气体静压止推轴承的动态方程的推导
2.4 本章小结
3.微孔节流气体静压止推轴承的静态特性研究
3.1 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性的计算研究
3.1.1 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性的有限差分法求解
3.1.2 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性的有限体积法求解
3.1.3 基于两种不同计算方法的计算结果对比分析
3.2 微孔节流与其他节流方式的气体静压止推轴承静态特性的对比研究
3.2.1 与狭缝节流气体静压止推轴承的静态特性的对比研究
3.2.2 与孔式节流气体静压止推轴承的静态特性的对比研究
3.3 微孔节流气体静压止推轴承的结构优化设计研究
3.3.1 正交参数法
3.3.2 灰色关联分析
3.4 本章小结
4.微孔节流气体静压止推轴承的动态特性研究
4.1 微孔节流气体静压止推轴承的动态特性方程的有限差分法求解
4.2 微孔节流气体静压止推轴承的动态特性的计算结果分析
4.2.1 供气压力对轴承动态特性的影响
4.2.2 气膜厚度对轴承动态特性的影响
4.2.3 气膜振动频率对轴承动态特性的影响
4.2.4 供气孔直径对轴承动态特性的影响
4.2.5 供气孔数量对轴承动态特性的影响
4.3 本章小结
5.微孔节流气体静压止推轴承的实验研究
5.1 微孔节流气体静压止推轴承的设计制造研究
5.2 微孔节流气体静压止推轴承的加工精度的测量
5.2.1 测量仪器的介绍
5.2.2 测量步骤
5.2.3 测量结果及分析
5.3 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性实验研究
5.3.1 实验系统的设计与搭建
5.3.2 实验原理及步骤
5.3.4 实验结果及分析
5.4 微孔节流气体静压止推轴承的模态分析
5.4.1 模态分析的数学模型
5.4.2 模态分析的结果及分析
5.5 微孔节流气体静压止推轴承的稳定性研究
5.5.1 实验原理及装置
5.5.2 实验结果及分析
5.6 本章小结
6.结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录 ：攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3751873
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景与意义
1.2.1 研究背景
1.2.2 研究意义
1.3 气体静压轴承的国内外研究现状
1.3.1 国外研究概述
1.3.2 国内研究概述
1.4 微孔节流气体静压止推轴承特性的求解方法概述
1.5 课题主要研究内容
2.微孔节流气体静压止推轴承的数学模型的建立
2.1 微孔节流器及微孔节流气体静压止推轴承的设计
2.2 微孔节流气体静压止推轴承的静态方程的推导
2.2.1 节流孔内气体的流动速度的计算
2.2.2 保角变换
2.2.3 气膜内的气体质量流量计算
2.2.4 节流孔后压力计算
2.2.5 轴承静态特性的求解方程的推导
2.3 微孔节流气体静压止推轴承的动态方程的推导
2.4 本章小结
3.微孔节流气体静压止推轴承的静态特性研究
3.1 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性的计算研究
3.1.1 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性的有限差分法求解
3.1.2 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性的有限体积法求解
3.1.3 基于两种不同计算方法的计算结果对比分析
3.2 微孔节流与其他节流方式的气体静压止推轴承静态特性的对比研究
3.2.1 与狭缝节流气体静压止推轴承的静态特性的对比研究
3.2.2 与孔式节流气体静压止推轴承的静态特性的对比研究
3.3 微孔节流气体静压止推轴承的结构优化设计研究
3.3.1 正交参数法
3.3.2 灰色关联分析
3.4 本章小结
4.微孔节流气体静压止推轴承的动态特性研究
4.1 微孔节流气体静压止推轴承的动态特性方程的有限差分法求解
4.2 微孔节流气体静压止推轴承的动态特性的计算结果分析
4.2.1 供气压力对轴承动态特性的影响
4.2.2 气膜厚度对轴承动态特性的影响
4.2.3 气膜振动频率对轴承动态特性的影响
4.2.4 供气孔直径对轴承动态特性的影响
4.2.5 供气孔数量对轴承动态特性的影响
4.3 本章小结
5.微孔节流气体静压止推轴承的实验研究
5.1 微孔节流气体静压止推轴承的设计制造研究
5.2 微孔节流气体静压止推轴承的加工精度的测量
5.2.1 测量仪器的介绍
5.2.2 测量步骤
5.2.3 测量结果及分析
5.3 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性实验研究
5.3.1 实验系统的设计与搭建
5.3.2 实验原理及步骤
5.3.4 实验结果及分析
5.4 微孔节流气体静压止推轴承的模态分析
5.4.1 模态分析的数学模型
5.4.2 模态分析的结果及分析
5.5 微孔节流气体静压止推轴承的稳定性研究
5.5.1 实验原理及装置
5.5.2 实验结果及分析
5.6 本章小结
6.结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录 ：攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3751873
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