弹流润滑状态下的滚动轴承摩擦副动力学特性研究

发布时间：2017-12-26 20:06

本文关键词：弹流润滑状态下的滚动轴承摩擦副动力学特性研究　出处：《华中科技大学》2014年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：滚动体—滚道摩擦副是滚动轴承的基本结构单元,其动力学特性直接影响滚动轴承的整体性能。长期以来,由于滚动轴承的运动学与动力学关系复杂,理论研究难度较大,对其摩擦学和动力学性能的研究都是在各自领域内单独进行的,忽略了它们之间的耦合作用,因此研究成果具有较大的局限性。当前,滚动轴承正不断朝静音化、高速化和重载化方向发展,迫切需要更完善的理论指导轴承的动力学设计。因此,进行滚动轴承摩擦副的摩擦学、动力学耦合研究,提高理论分析的准确性,具有重要的理论和实际意义。在分析弹流润滑研究、滚动轴承摩擦副动力学研究现状的基础上,探讨了对滚动轴承摩擦副进行摩擦学、动力学耦合研究的必要性。分析指出,摩擦副中的摩擦学行为和动力学行为是相互耦合的过程行为：一方面,摩擦副的动力学行为影响油膜承受的载荷,从而改变摩擦副的油膜压力和厚度分布；另一方面,油膜状态的变化又会反过来影响摩擦副的刚度和阻尼特性,进而影响摩擦副的动力学行为。据此提出,在分析滚动轴承摩擦副的动力学性能时,必须考虑摩擦学因素的影响。基于求解弹流问题的复合直接迭代法,研究了稳态和纯挤压非稳态两类弹流问题；在此基础上,综合运用多种技术,提出了一种求解点接触非稳态弹流问题的快速计算方法,为摩擦副的摩擦学、动力学耦合研究提供了分析手段。分析了点接触、线接触摩擦副中摩擦学行为和动力学行为之间的联系；基于机械振动学和弹流润滑理论,分别建立了点接触、线接触摩擦副在自由振动和谐波激励条件下的摩擦学、动力学耦合模型,并采用顺序耦合分析法对耦合模型进行实例计算,得到了摩擦副中油膜压力和厚度分布随时间的变化历程以及接触体的振动响应；在此基础上,结合本文建立的自由振动和谐波激励下的刚度和阻尼计算模型求解了摩擦副的等效刚度和阻尼；分析了摩擦副中摩擦学行为与动力学行为之间的相互作用规律,研究了载荷、速度和润滑油的环境粘度等因素对摩擦副动力学特性的影响。基于单个摩擦副的刚度和阻尼模型建立了整套轴承的动力学模型；在轴承振动测试平台上进行了轴承振动实验,获得了完好轴承和缺陷轴承的振动响应信号。通过对比分析轴承振动响应的理论计算结果和实验结果,验证了单个摩擦副的动力学模型。
[Abstract]:The rolling body - raceway friction pair is the basic structural unit of the rolling bearing, and its dynamic characteristics directly affect the overall performance of the rolling bearing. For a long time, because the relationship between the kinematics and dynamics of rolling bearing complex theory is difficult to study, study on Tribological and dynamic performance are carried out separately in their respective fields, ignoring the interaction between them, so the research results have great limitations. At present, rolling bearings are constantly developing in the direction of mute, high speed and heavy load, and more perfect theory is urgently needed to guide the dynamic design of bearing. Therefore, it is of great theoretical and practical significance to study the tribological and dynamic coupling of the friction pairs of rolling bearings and to improve the accuracy of the theoretical analysis.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.33;TH117

【相似文献】