深沟球轴承动力学建模与稳定性分析
发布时间：2021-05-07 19:49
对于深沟球轴承的研究，传统上主要应用计算机编程进行仿真，计算机编程往往为了减少编程求解难度，大大简化受力模型，导致不能精确地模拟轴承运转过程状态变化，本文以全新的角度对深沟球轴承进行动力学分析，即利用ADMAS中特有的哑物体同时结合自定义程序进行研究，实现运动状态可视化、参数化，为后续的稳定性分析过程中减少了试验工作量，对研究深沟球轴承的受力状态分析与指导实践生产具有重大价值。本文提出用动力学仿真软件ADAMS创建6自由度深沟球轴承动力学模型，哑物体与ADAMS基本算法相结合对深沟球轴承进行分析求解，建立求解法向力等各个量的计算方程，同时考虑了EHD及PVR两种润滑机制。根据受力分析编译相应子程序使研究更加接近工况，最后对滚子与保持架兜孔游隙、内滚道转速、径向载荷、滚子尺寸变化进行参数化研究，得出这些量对轴承稳定性的影响，其中，保持架游隙与内滚道转速对保持架稳定性影响较大，而径向载荷与滚子尺寸变化则影响较小，并与Gupta等人的分析和实验结果进行对比，基本吻合。本文基于ADAMS软件，用哑物体对深沟球轴承进行动力学分析与求解，是深沟球轴承动力学分析的一种新方法，也适用于其他轴承研究。
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滚动轴承力学模型分析的基础理论
1.2.2 滚动轴承力学模型的研究及进展
1.2.3 滚动轴承力学模型的仿真技术研究
1.2.4 滚动轴承力学模型研究动向及发展趋势
1.3 本课题的主要内容
第二章 深沟球轴承物理模型建立及基本算法
2.1 坐标系的选择
2.2 ADAMS运动学与动力学分析
2.2.1 ADAMS运动学方程
2.2.2 ADAMS运动学方程的求解算法
2.2.3 ADAMS动力学方程
2.2.4 初始条件分析
2.2.5 ADAMS动力学方程的求解
2.2.6 ADAMS求解器算法
2.3 深沟球轴承模型建立
2.3.1 外圈
2.3.2 内圈
2.3.3 保持架
2.3.4 滚子
2.4 本章小结
第三章 基于ADAMS的深沟球轴承动力学分析
3.1 滚子与滚道动力学分析
3.1.1 重叠量
3.1.2 法向力
3.1.3 摩擦力
3.1.4 摩擦力矩
3.1.5 旋转阻力矩
3.1.6 润滑法向力
3.2 滚子与保持架兜孔动力学分析
3.2.1 重叠量
3.2.2 法向力
3.2.3 摩擦力
3.2.4 摩擦力矩
3.2.5 旋转阻力矩
3.2.6 润滑法向力
3.2.7 拖边重叠量
3.3 本章小结
第四章 基于ADAMS动力学模型的实现、结果及分析
4.1 创建ADAMS自定义程序
4.1.1 用户子程序
4.1.2 子程序模板与ID描述
4.1.3 自定义程序简要框图
4.1.4 子程序功能实现
4.1.5 结果输出
4.2 几何参数及材料性能
4.3 结果分析
4.3.1 模型验证
4.3.2 干摩擦与润滑摩擦比较
4.3.3 游隙对轴承稳定性的影响
4.3.4 内滚道转速对轴承稳定性的影响
4.3.5 径向载荷对轴承稳定性的影响
4.3.6 滚子尺寸变化对轴承稳定性的影响
4.4 结论及验证
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
附录: 主要符号表
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速圆柱滚子轴承零件间相互作用力瞬态动力学分析[J]. 杜辉,周彦伟,邓四二,杨海生,孟瑾. 轴承. 2005(09)
[2]基于ADAMS的多接触问题研究[J]. 石明全. 计算机工程与应用. 2004(29)
[3]滚动轴承力学模型的研究及其发展趋势[J]. 吴云鹏,张文平,孙立红. 轴承. 2004(07)
[4]高速滚子轴承保持架动力学分析[J]. 杨咸启,刘文秀,李晓玲. 轴承. 2002(07)
[5]滚动轴承受力分析及其进展[J]. 罗继伟. 轴承. 2001(09)
[6]低速球轴承摩擦力矩的分析研究[J]. 朱江红. 导弹与航天运载技术. 2000(06)
[7]高速角接触球轴承优化设计[J]. 杨咸启,姜韶峰,陈俊杰,王卫国. 轴承. 2000(01)
[8]间隙接触碰撞副的动力学模型[J]. 张小国,吴义忠,李广安. 机械设计. 1998(12)
[9]高速轴承元件间相互作用力的分析[J]. 陈国定,李建华,张成铁. 机械科学与技术. 1998(02)
[10]高速滚动轴承的动力学分析[J]. 张成铁,陈国定,李建华. 机械科学与技术. 1997(01)
本文编号：3173963
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滚动轴承力学模型分析的基础理论
1.2.2 滚动轴承力学模型的研究及进展
1.2.3 滚动轴承力学模型的仿真技术研究
1.2.4 滚动轴承力学模型研究动向及发展趋势
1.3 本课题的主要内容
第二章 深沟球轴承物理模型建立及基本算法
2.1 坐标系的选择
2.2 ADAMS运动学与动力学分析
2.2.1 ADAMS运动学方程
2.2.2 ADAMS运动学方程的求解算法
2.2.3 ADAMS动力学方程
2.2.4 初始条件分析
2.2.5 ADAMS动力学方程的求解
2.2.6 ADAMS求解器算法
2.3 深沟球轴承模型建立
2.3.1 外圈
2.3.2 内圈
2.3.3 保持架
2.3.4 滚子
2.4 本章小结
第三章 基于ADAMS的深沟球轴承动力学分析
3.1 滚子与滚道动力学分析
3.1.1 重叠量
3.1.2 法向力
3.1.3 摩擦力
3.1.4 摩擦力矩
3.1.5 旋转阻力矩
3.1.6 润滑法向力
3.2 滚子与保持架兜孔动力学分析
3.2.1 重叠量
3.2.2 法向力
3.2.3 摩擦力
3.2.4 摩擦力矩
3.2.5 旋转阻力矩
3.2.6 润滑法向力
3.2.7 拖边重叠量
3.3 本章小结
第四章 基于ADAMS动力学模型的实现、结果及分析
4.1 创建ADAMS自定义程序
4.1.1 用户子程序
4.1.2 子程序模板与ID描述
4.1.3 自定义程序简要框图
4.1.4 子程序功能实现
4.1.5 结果输出
4.2 几何参数及材料性能
4.3 结果分析
4.3.1 模型验证
4.3.2 干摩擦与润滑摩擦比较
4.3.3 游隙对轴承稳定性的影响
4.3.4 内滚道转速对轴承稳定性的影响
4.3.5 径向载荷对轴承稳定性的影响
4.3.6 滚子尺寸变化对轴承稳定性的影响
4.4 结论及验证
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
附录: 主要符号表
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速圆柱滚子轴承零件间相互作用力瞬态动力学分析[J]. 杜辉,周彦伟,邓四二,杨海生,孟瑾. 轴承. 2005(09)
[2]基于ADAMS的多接触问题研究[J]. 石明全. 计算机工程与应用. 2004(29)
[3]滚动轴承力学模型的研究及其发展趋势[J]. 吴云鹏,张文平,孙立红. 轴承. 2004(07)
[4]高速滚子轴承保持架动力学分析[J]. 杨咸启,刘文秀,李晓玲. 轴承. 2002(07)
[5]滚动轴承受力分析及其进展[J]. 罗继伟. 轴承. 2001(09)
[6]低速球轴承摩擦力矩的分析研究[J]. 朱江红. 导弹与航天运载技术. 2000(06)
[7]高速角接触球轴承优化设计[J]. 杨咸启,姜韶峰,陈俊杰,王卫国. 轴承. 2000(01)
[8]间隙接触碰撞副的动力学模型[J]. 张小国,吴义忠,李广安. 机械设计. 1998(12)
[9]高速轴承元件间相互作用力的分析[J]. 陈国定,李建华,张成铁. 机械科学与技术. 1998(02)
[10]高速滚动轴承的动力学分析[J]. 张成铁,陈国定,李建华. 机械科学与技术. 1997(01)
本文编号：3173963
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