变速工况下数控车床进给系统角接触球轴承动力学特性研究
发布时间：2023-03-19 14:01
角接触球轴承作为数控车床进给系统支撑滚珠丝杠的重要部件,其性能直接决定了整机的性能与寿命。随着数控车床朝着高速度、高精度和长寿命等方向发展,轴承因高速和非平稳运行而导致的变形、打滑、碰撞、振动与噪声、温升加剧以及运行平稳性下降等问题变得愈发尖锐,从而对其进给系统的运行精度、可靠性和使用寿命等性能产生了重大影响。然而,由于角接触球轴承在非平稳工况运行过程中其内部运动关系复杂和非线性因素较多,导致其在变速工况下的动力学特性尚未揭示清楚,现已成为轴承研究领域的难点问题。因此,研究角接触球轴承在变速工况下的动力学特性,对于提高滚动轴承的动态性能具有重要意义,从而可为数控车床等机械设备的高速高精化发展提供一定的理论依据。本文以GSCK200A型数控车床纵向进给系统的角接触球轴承7603025为研究对象,结合角接触球轴承的工作原理和结构特点,通过理论分析、仿真计算与实验对其在启停工况和转速波动工况下的动力学特性进行了研究。主要研究内容包括:(1)根据角接触球轴承的工作原理和结构特点,建立了两接触体之间的接触刚度关系,获得了其在不同形式载荷作用下的内部负荷分布特性;基于轴承几何关系,得到了角接触球轴...
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景及意义
1.3 滚动轴承动力学特性的研究现状
1.3.1 平稳工况研究现状
1.3.2 变工况研究现状
1.3.3 研究现状总结
1.4 论文研究的主要内容
1.4.1 研究对象简介
1.4.2 主要内容与技术方案
第二章 角接触球轴承接触关系及运动学分析
2.1 几何关系
2.2 接触刚度计算
2.3 内部载荷分布特性分析
2.3.1 纯径向载荷作用
2.3.2 纯轴向载荷作用
2.3.3 径向与轴向载荷联合作用
2.4 运动学关系分析
2.4.1 简单运动关系
2.4.2 滚动接触次数和应力循环次数
2.5 本章小结
第三章 启停过程角接触球轴承多刚体动力学特性分析
3.1 启停过程内圈转速曲线
3.2 角接触球轴承多刚体动力学模型
3.2.1 建立几何模型
3.2.2 定义材料属性
3.2.3 选择参考标架与坐标系
3.2.4 施加约束
3.2.5 建立轴承内部接触碰撞与摩擦力学模型
3.2.6 施加载荷与转速
3.2.7 ADAMS动力学分析
3.2.8 设置动力学求解器
3.3 启动过程角接触球轴承动力学特性分析
3.3.1 径向载荷的影响
3.3.2 轴向载荷的影响
3.3.3 角加速度的影响
3.4 停止过程角接触球轴承动力学特性分析
3.4.1 径向载荷的影响
3.4.2 轴向载荷的影响
3.4.3 角加速度的影响
3.5 本章小结
第四章 转速波动工况角接触球轴承多柔体动力学特性分析
4.1 显式动力学基本理论
4.2 角接触球轴承多柔体动力学模型
4.2.1 内圈转速波动曲线
4.2.2 建立几何模型
4.2.3 选取单元类型
4.2.4 定义材料属性
4.2.5 划分网格
4.2.6 设置接触
4.2.7 施加载荷及约束
4.2.8 设置求解控制参数
4.3 计算结果与分析
4.3.1 角接触球轴承多柔体动力学模型的验证
4.3.2 转速波动形式对角接触球轴承动态特性的影响
4.3.3 转速波动参数对角接触球轴承动态特性的影响
4.4 本章小结
第五章 滚动轴承实验台搭建与测试
5.1 实验台机械结构
5.2 电机转速控制与数据测试采集
5.3 实验工况
5.4 实验结果与分析
5.4.1 滚动轴承动力学模型的实验验证
5.4.2 启停过程角接触球轴承振动特性研究
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 工作展望
参考文献
个人简历 在读期间取得的学术成果
致谢
本文编号：3765374
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景及意义
1.3 滚动轴承动力学特性的研究现状
1.3.1 平稳工况研究现状
1.3.2 变工况研究现状
1.3.3 研究现状总结
1.4 论文研究的主要内容
1.4.1 研究对象简介
1.4.2 主要内容与技术方案
第二章 角接触球轴承接触关系及运动学分析
2.1 几何关系
2.2 接触刚度计算
2.3 内部载荷分布特性分析
2.3.1 纯径向载荷作用
2.3.2 纯轴向载荷作用
2.3.3 径向与轴向载荷联合作用
2.4 运动学关系分析
2.4.1 简单运动关系
2.4.2 滚动接触次数和应力循环次数
2.5 本章小结
第三章 启停过程角接触球轴承多刚体动力学特性分析
3.1 启停过程内圈转速曲线
3.2 角接触球轴承多刚体动力学模型
3.2.1 建立几何模型
3.2.2 定义材料属性
3.2.3 选择参考标架与坐标系
3.2.4 施加约束
3.2.5 建立轴承内部接触碰撞与摩擦力学模型
3.2.6 施加载荷与转速
3.2.7 ADAMS动力学分析
3.2.8 设置动力学求解器
3.3 启动过程角接触球轴承动力学特性分析
3.3.1 径向载荷的影响
3.3.2 轴向载荷的影响
3.3.3 角加速度的影响
3.4 停止过程角接触球轴承动力学特性分析
3.4.1 径向载荷的影响
3.4.2 轴向载荷的影响
3.4.3 角加速度的影响
3.5 本章小结
第四章 转速波动工况角接触球轴承多柔体动力学特性分析
4.1 显式动力学基本理论
4.2 角接触球轴承多柔体动力学模型
4.2.1 内圈转速波动曲线
4.2.2 建立几何模型
4.2.3 选取单元类型
4.2.4 定义材料属性
4.2.5 划分网格
4.2.6 设置接触
4.2.7 施加载荷及约束
4.2.8 设置求解控制参数
4.3 计算结果与分析
4.3.1 角接触球轴承多柔体动力学模型的验证
4.3.2 转速波动形式对角接触球轴承动态特性的影响
4.3.3 转速波动参数对角接触球轴承动态特性的影响
4.4 本章小结
第五章 滚动轴承实验台搭建与测试
5.1 实验台机械结构
5.2 电机转速控制与数据测试采集
5.3 实验工况
5.4 实验结果与分析
5.4.1 滚动轴承动力学模型的实验验证
5.4.2 启停过程角接触球轴承振动特性研究
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 工作展望
参考文献
个人简历 在读期间取得的学术成果
致谢
本文编号：3765374
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3765374.html
