滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究
发布时间:2021-02-08 01:41
滚动轴承支承的转子系统广泛应用于工业领域,滚动轴承的动特性在很大程度上决定着轴承-转子系统的动力学性能。对于滚动轴承支承的转子系统动力学性能研究的关键是如何精确计算滚动轴承的刚度和阻尼的数值、弄清轴承结构刚度及其对转子系统刚度的影响。以往的研究在计算滚动轴承的刚度和阻尼时,没有同时考虑轴承变形和油膜的影响,在进行转子振动模型研究中,将滚动轴承简化为具有径向刚度和阻尼的一个点。这样的做法使得目前对实际滚动轴承-转子系统的振动问题的研究精度不高,难以进行有效的理论分析和计算。本文分别以球轴承、圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承为对象,首次提出了综合刚度概念和计算思想,通过受力分析和EHL研究,建立了考虑润滑油膜、内外圈弹性变形和滚动体弹性变形的滚动轴承综合刚度的解析计算模型,并详细研究了滚动轴承的滚子长度、滚子直径、滚子个数、径向载荷、转动速度等因素对轴承综合刚度的影响规律,并对这些规律进行了分析和讨论;首次提出了综合阻尼的概念和计算思想。通过对球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承的受力和变形分析,以及对Reynolds方程进行二次积分,建立了球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承的综合阻尼的计算模型。...
【文章来源】:华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:144 页
【学位级别】:博士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滚动轴承研究现状
1.2.2 轴承-转子系统动力学研究
1.2.3 目前研究中存在的问题
1.3 本文的主要研究内容及技术路线
第2章 滚动轴承综合刚度计算模型的建立
2.1 引言
2.2 HERTZ接触理论及EHL弹流润滑理论
2.2.1 点接触问题
2.2.2 线接触问题
2.2.3 弹性流体动力润滑理论
2.2.4 滚动轴承综合刚度的计算原理
2.3 球轴承径向刚度计算
2.3.1 球轴承受力分析
2.3.2 球轴承几何分析
2.3.3 球轴承Hertz弹性变形量计算
2.3.4 球轴承油膜厚度计算
2.3.5 球轴承综合刚度计算
2.4 圆柱滚子轴承综合径向刚度的计算
2.4.1 圆柱滚子轴承弹性变形量计算
2.4.2 圆柱滚子轴承油膜厚度的计算
2.4.3 圆柱滚子轴承综合刚度计算
2.5 圆锥滚子轴承径向综合刚度计算
2.5.1 圆锥滚子轴承受力分析
2.5.2 圆锥滚子轴承弹性变形量计算
2.5.3 油膜厚度计算
2.5.4 圆锥滚子轴承综合刚度计算
2.6 滚动轴承径向刚度影响因素分析
2.6.1 球轴承径向刚度
2.6.2 圆柱滚子轴承径向刚度影响因素分析
2.6.3 圆锥滚子轴承径向综合刚度影响因素分析
2.7 本章小结
符号说明
第3章 滚动轴承综合阻尼计算模型的建立
3.1 前言
3.2 阻尼计算的理论基础
3.2.1 Reynolds方程
3.2.2 EHL油膜厚度公式
3.2.3 阻尼计算方法
3.3 球轴承阻尼的计算方法
3.4 圆柱滚子轴承阻尼的计算方法
3.5 圆锥滚子轴承综合阻尼计算方法
3.6 滚动轴承阻尼影响因素分析
3.6.1 球轴承综合阻尼影响因素分析
3.6.2 圆柱滚子轴承阻尼影响因素分析
3.6.3 圆锥滚子轴承阻尼影响因素分析
3.7 本章小结
符号说明
第4章 滚动轴承结构参数对转子振动性能的影响研究
4.1 引言
4.2 滚动轴承-转子系统力学基础
4.2.1 Jeffcott转子系统
4.2.2 轴承-转子系统的临界转速
4.2.3 轴承-转子系统的不平衡响应
4.3 滚动轴承支承的JEFFCOTT转子系统振动性能研究
4.3.1 球轴承支承的转子系统振动性能分析
4.3.2 圆柱滚子轴承-转子系统振动分析
4.3.3 圆锥滚子轴承-转子系统振动性能分析
4.3.4 滚动轴承油膜的影响
4.4 滚动轴承支承的链式悬臂转子系统振动性能研究
4.4.1 滚子长度的影响
4.4.2 轴承间距的影响
4.4.3 转子悬臂长度的影响
4.5 本章小结
符号说明
第5章 考虑轴承结构的新型传递矩阵的建立
5.1 引言
5.2 传递矩阵法
5.2.1 Prohl传递矩阵法
5.2.2 Riccati传递矩阵法
5.3 考虑滚动轴承结构的新型传递矩阵的建立
5.3.1 基本假设
5.3.2 圆柱滚子轴承结构刚度分析
5.3.3 圆锥滚子轴承刚度分析
5.3.4 球轴承弯曲刚度分析
5.4 新型轴承-转子传递矩阵和振动模型
5.4.1 基本假设
5.4.2 考虑轴承结构的新型传递矩阵
5.5 实例计算研究
5.5.1 球轴承结构参数对转子系统振动性能的影响
5.5.2 圆柱滚子轴承结构对转子系统振动性能的影响
5.5.3 圆锥滚子轴承结构参数对转子系统振动性能的影响
5.6 本章小结
符号说明
第6章 转子振动性能实例计算分析
6.1 前言
6.2 传递矩阵法计算过程及结果
6.2.1 传递矩阵模型的建立及计算
6.2.2 计算结果
6.3 有限元法计算过程及结果
6.3.1 有限元模型的建立及计算
6.3.2 传递矩阵法与有限元计算结果的比较
6.4 本章小结
第7章 研究结论与展望
7.1 主要研究结论
7.2 本文主要创新
7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间撰写的论文
本文编号:3023168
【文章来源】:华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:144 页
【学位级别】:博士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滚动轴承研究现状
1.2.2 轴承-转子系统动力学研究
1.2.3 目前研究中存在的问题
1.3 本文的主要研究内容及技术路线
第2章 滚动轴承综合刚度计算模型的建立
2.1 引言
2.2 HERTZ接触理论及EHL弹流润滑理论
2.2.1 点接触问题
2.2.2 线接触问题
2.2.3 弹性流体动力润滑理论
2.2.4 滚动轴承综合刚度的计算原理
2.3 球轴承径向刚度计算
2.3.1 球轴承受力分析
2.3.2 球轴承几何分析
2.3.3 球轴承Hertz弹性变形量计算
2.3.4 球轴承油膜厚度计算
2.3.5 球轴承综合刚度计算
2.4 圆柱滚子轴承综合径向刚度的计算
2.4.1 圆柱滚子轴承弹性变形量计算
2.4.2 圆柱滚子轴承油膜厚度的计算
2.4.3 圆柱滚子轴承综合刚度计算
2.5 圆锥滚子轴承径向综合刚度计算
2.5.1 圆锥滚子轴承受力分析
2.5.2 圆锥滚子轴承弹性变形量计算
2.5.3 油膜厚度计算
2.5.4 圆锥滚子轴承综合刚度计算
2.6 滚动轴承径向刚度影响因素分析
2.6.1 球轴承径向刚度
2.6.2 圆柱滚子轴承径向刚度影响因素分析
2.6.3 圆锥滚子轴承径向综合刚度影响因素分析
2.7 本章小结
符号说明
第3章 滚动轴承综合阻尼计算模型的建立
3.1 前言
3.2 阻尼计算的理论基础
3.2.1 Reynolds方程
3.2.2 EHL油膜厚度公式
3.2.3 阻尼计算方法
3.3 球轴承阻尼的计算方法
3.4 圆柱滚子轴承阻尼的计算方法
3.5 圆锥滚子轴承综合阻尼计算方法
3.6 滚动轴承阻尼影响因素分析
3.6.1 球轴承综合阻尼影响因素分析
3.6.2 圆柱滚子轴承阻尼影响因素分析
3.6.3 圆锥滚子轴承阻尼影响因素分析
3.7 本章小结
符号说明
第4章 滚动轴承结构参数对转子振动性能的影响研究
4.1 引言
4.2 滚动轴承-转子系统力学基础
4.2.1 Jeffcott转子系统
4.2.2 轴承-转子系统的临界转速
4.2.3 轴承-转子系统的不平衡响应
4.3 滚动轴承支承的JEFFCOTT转子系统振动性能研究
4.3.1 球轴承支承的转子系统振动性能分析
4.3.2 圆柱滚子轴承-转子系统振动分析
4.3.3 圆锥滚子轴承-转子系统振动性能分析
4.3.4 滚动轴承油膜的影响
4.4 滚动轴承支承的链式悬臂转子系统振动性能研究
4.4.1 滚子长度的影响
4.4.2 轴承间距的影响
4.4.3 转子悬臂长度的影响
4.5 本章小结
符号说明
第5章 考虑轴承结构的新型传递矩阵的建立
5.1 引言
5.2 传递矩阵法
5.2.1 Prohl传递矩阵法
5.2.2 Riccati传递矩阵法
5.3 考虑滚动轴承结构的新型传递矩阵的建立
5.3.1 基本假设
5.3.2 圆柱滚子轴承结构刚度分析
5.3.3 圆锥滚子轴承刚度分析
5.3.4 球轴承弯曲刚度分析
5.4 新型轴承-转子传递矩阵和振动模型
5.4.1 基本假设
5.4.2 考虑轴承结构的新型传递矩阵
5.5 实例计算研究
5.5.1 球轴承结构参数对转子系统振动性能的影响
5.5.2 圆柱滚子轴承结构对转子系统振动性能的影响
5.5.3 圆锥滚子轴承结构参数对转子系统振动性能的影响
5.6 本章小结
符号说明
第6章 转子振动性能实例计算分析
6.1 前言
6.2 传递矩阵法计算过程及结果
6.2.1 传递矩阵模型的建立及计算
6.2.2 计算结果
6.3 有限元法计算过程及结果
6.3.1 有限元模型的建立及计算
6.3.2 传递矩阵法与有限元计算结果的比较
6.4 本章小结
第7章 研究结论与展望
7.1 主要研究结论
7.2 本文主要创新
7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间撰写的论文
本文编号:3023168
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3023168.html