滚子轴承摩擦学设计

发布时间：2017-05-23 10:26

  本文关键词：滚子轴承摩擦学设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,高速滚动轴承的快速发展对轴承的结构设计、材料选择、润滑方法和理论分析等都提出了更高的要求。特别是在航空航天、高速列车、汽车等领域,高速、高温轴承的设计与应用已经成为重大的技术问题,其疲劳寿命、温升、胶合等摩擦学设计等问题日益得到重视。 本文的目的是研究滚子轴承在不同条件下的力学性能及其热性能,建立了滚子轴承的接触力学模型、疲劳寿命模型、温度模型、胶合模型等,并编制相应的计算程序,分析轴承参数及工作条件对轴承性能的影响,以指导轴承在工程实际中的设计及应用,为设计长寿命高性能的轴承提供保证。同时,建立的轴承计算模型及方法也可以推广到蜗轮蜗杆、齿轮等机构的优化设计。 本文第一章介绍了滚子轴承力学性能及热性能研究的工程意义,概述了圆锥滚子轴承的结构、发展方向、失效形式等方面的内容,总结了滚子轴承修形、疲劳寿命、温度场分析、胶合分析等方面的研究进展。 第二章建立了圆锥滚子轴承接触应力计算模型及疲劳寿命模型,计算了在直母线和对数修形母线两种母线形式下,不同材料圆锥滚子与内滚道接触时的应力分布情况及疲劳寿命情况,并对圆锥滚子无偏斜、向小端偏斜及向大端偏斜三种情况时与滚道接触的应力分布情况和疲劳寿命也进行了分析。 第三章建立了滚针轴承弹性接触模型,针对滚针轴承这一研究对象,通过最小二乘法拟合的方式,对Palmgren的弹性趋近量公式进行了修正,在此基础上计算了在滚针无偏和滚针偏斜两种情况下接触应力及疲劳寿命。 第四章考虑了滚子轴承的摩擦功率、热量传递等问题,依据圆柱体热源和微凸体热源两种温度计算模型,求解了轴承内的热传导方程,对比了载荷、转速、热传导系数、滚子材料等参数对滚子及内外滚道温升的影响 第五章建立了滚子轴承胶合的判断标准,计算了滚子及内外滚道在不同条件下的热膨胀量。 第六章总结了本文完成的工作,提出了下一步工作方向。
【关键词】：滚子轴承 接触应力 疲劳寿命 温度场 胶合
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.33
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-30
• 1.1 滚子轴承摩擦学设计的研究意义9-11
• 1.2 圆锥滚子轴承摩擦学的国内外研究进展11-28
• 1.2.1 滚子的接触应力分析、修形与滚子偏斜11-17
• 1.2.2 轴承疲劳寿命模型17-20
• 1.2.3 温度场分析20-24
• 1.2.4 轴承胶合研究24-28
• 1.3 本文的主要内容28-29
• 1.4 小结29-30
• 第二章 圆锥滚子轴承接触应力计算与疲劳寿命分析30-51
• 2.1 接触应力计算模型30-39
• 2.1.1 接触区域的选取31-32
• 2.1.2 网格划分32
• 2.1.3 方程离散化32-33
• 2.1.4 影响系数的计算33-34
• 2.1.5 两接触体表面的原始距离34-35
• 2.1.6 方程组的求解35-36
• 2.1.7 对数修形母线滚子36-37
• 2.1.8 Mises应力的计算37-39
• 2.2 计算结果及分析39-44
• 2.2.1 直母线圆锥滚子轴承39-40
• 2.2.2 对数母线圆锥滚子轴承40-44
• 2.3 滚子偏斜对接触应力的影响44-48
• 2.3.1 滚子偏斜计算模型44
• 2.3.2 直母线GCr15圆锥滚子与GCr15内圈接触44-46
• 2.3.3 直母线Si_3N_4圆锥滚子与GCr15内圈接触46
• 2.3.4 对数母线GCr15圆锥滚子与GCr15内圈接触46-47
• 2.3.5 对数母线Si_3N_4圆锥滚子与GCr15滚道内圈的接触47-48
• 2.4 滚子轴承的疲劳寿命分析48-50
• 2.4.1 疲劳寿命计算模型48-49
• 2.4.2 修形及偏斜前后轴承疲劳寿命比较49-50
• 2.5 本章小结50-51
• 第三章 滚针轴承接触应力及疲劳寿命分析51-57
• 3.1 前言51
• 3.2 滚针轴承的弹性接触模型51-52
• 3.3 滚针轴承的弹性趋近量52-53
• 3.4 滚针轴承偏斜量计算53
• 3.5 滚针偏斜对滚针磨损和滚针断裂的影响53-55
• 3.6 滚针偏斜对疲劳寿命的影响55-56
• 3.7 本章小结56-57
• 第四章 滚子轴承温度计算模型及分析57-82
• 4.1 滚动轴承的摩擦力矩57-58
• 4.2 滚动轴承的热量传递58-59
• 4.3 滚动轴承温度计算的模型59-68
• 4.3.1 前言59-61
• 4.3.2 圆柱体热源模型61-65
• 4.3.3 微凸体热源模型65-68
• 4.4 计算结果与分析68-81
• 4.4.1 圆柱体热源模型接触区温度分布69-78
• 4.4.2 微凸体热源模型接触区温度分布78-81
• 4.5 本章小结81-82
• 第五章 滚子轴承胶合分析82-91
• 5.1 胶合的判断82-84
• 5.1.1 胶合的判断准则82-83
• 5.1.2 轴承的温差膨胀83-84
• 5.1.3 弹性趋近量84
• 5.2 计算结果及分析84-90
• 5.2.1 GCr15滚子与GCr15内滚道接触处的胶合情况分析84-86
• 5.2.2 GCr15滚子与GCr15外滚道接触处的胶合情况分析86-88
• 5.2.3 Si_3N_4滚子与GCr15内滚道接触处的胶合情况分析88-89
• 5.2.4 Si_3N_4滚子与GCr15外滚道接触处的胶合情况分析89-90
• 5.3 本章小结90-91
• 第六章 总结与展望91-93
• 6.1 本文完成的工作91
• 6.2 展望91-93
• 参考文献93-99
• 攻读硕士学位期间所取得的科研成果99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 符晶,王慧,温诗铸;任意弹性表面接触问题的数值解法及对滚子修缘的分析[J];轴承;1990年01期

2 马家驹;滚子凸度设计[J];轴承;1992年01期

3 马家驹,徐文,刘双表,王晨;对数滚子的工程设计[J];轴承;1997年06期

4 罗天宇;罗继伟;;圆柱滚子的弹性趋近量[J];轴承;2009年06期

5 陈晓阳，，马家驹;对数型滚子凸度量设计中的几个问题[J];轴承;1994年11期

6 吴卫江;吴振东;李婉;;汽车轮毂用双列圆锥滚子轴承结构设计[J];哈尔滨轴承;2009年03期

7 王克华;高速列车轴承和齿轮的润滑[J];合成润滑材料;2004年02期

8 陈观慈;王黎钦;古乐;郑德志;;高速球轴承的生热分析[J];航空动力学报;2007年01期

9 陈晓阳;修形滚子凸型对润滑油膜的影响[J];机械设计与研究;1996年02期

10 魏延刚,魏伟;圆柱滚子轴承滚动体新的修形曲线[J];机械设计与制造;2003年02期

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1 蒋兴奇;主轴轴承热特性及对速度和动力学性能影响的研究[D];浙江大学;2001年

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