疲劳试验机主试验箱系统力学特性分析及优化

发布时间：2022-02-24 08:48

　　接触疲劳是齿轮、轴承等基础部件失效的主要原因之一。依据行业标准（YB/T5345-2014）,滚动接触疲劳试验机是获取材料滚动接触疲劳性能不可或缺的试验装备,而主试验箱是试验机的核心部件,因此,开展主试验箱系统特性分析及优化,对于疲劳试验机研制具有重要意义。本论文以自主研发的滚动接触疲劳试验机主试验箱系统为对象,以单个圆柱滚子轴承动力学为切入点,分析了主试验箱系统的力学特性,并在此基础上对其进行了优化设计。论文的主要研究工作包括:1、根据Hertz接触理论,结合两种不同的接触工况,分析了圆柱滚子轴承的运动规律,并推导了保持架的理论转速。结合实际工况确定了接触参数,在ADAMS中建立了圆柱滚子轴承的动力学模型,并完成了模型验证。在此基础上,探究了径向载荷、转速对圆柱滚子轴承的影响。结果表明:在转速与轴向预紧力一定的情况下,随着径向载荷的增加,轴承保持架稳定性变差,但滚动体与外圈的接触力增加且趋于平稳,瞬时冲击得到抑制;在径向载荷与轴向预紧力一定的情况下,随着转速的增加,滚动体与外圈接触力周期明显缩短,瞬时冲击增多。2、以主试验箱系统为对象,依据主试验箱结构特点和轴承特性分析,结合多体动力... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源及研究意义
    1.2 疲劳试验机发展现状
    1.3 滚动轴承国内外研究现状
    1.4 转子动力学研究现状
    1.5 主要研究内容
2 圆柱滚子轴承动力学分析
    2.1 Hertz接触理论
        2.1.1 Hertz点接触
        2.1.2 Hertz线接触
    2.2 滚动轴承运动规律
    2.3 ADAMS多体动力学分析
        2.3.1 ADAMS刚体动力学方程
        2.3.2 ADAMS中接触力
    2.4 圆柱滚子轴承多体动力学分析
        2.4.1 圆柱滚子轴承多体动力学模型建立
        2.4.2 模型有效性验证
        2.4.3 径向载荷对圆柱滚子轴承动力学特性的影响
        2.4.4 转速对圆柱滚子轴承动力学的影响
    2.5 本章小结
3 主试验箱系统动力学特性分析
    3.1 主试验箱系统刚柔耦合模型
        3.1.1 三维模型
        3.1.2 刚体模型
        3.1.3 部件柔性化
        3.1.4 刚柔耦合模型
        3.1.5 模型验证
    3.2 主试验箱系统动力学特性分析
        3.2.1 转速对主轴振动的影响
        3.2.2 径向载荷对主轴振动的影响
        3.2.3 极限工况下主轴变形的情况
    3.3 本章小结
4 主试验箱系统优化设计
    4.1 优化设计理论
    4.2 主轴结构优化
        4.2.1 主轴静态性能要求
        4.2.2 主轴系统受力分析
        4.2.3 轴承简化及刚度计算
        4.2.4 主轴静力学分析
        4.2.5 主轴结构优化设计
        4.2.6 主轴模态分析
    4.3 箱体优化设计
        4.3.1 轴承载荷
        4.3.2 静力学分析
        4.3.3 箱体结构优化设计
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]风电齿轮箱高速轴圆锥滚子轴承动态特性分析[J]. 沈意平,徐默然,唐斌龙,李卉.  噪声与振动控制. 2019(03)
[2]基于NSGAⅡ算法的双驱动进给系统结构优化[J]. 黄俊,袁军堂,汪振华.  中国机械工程. 2016(24)
[3]六点支承航空发动机双转子系统动力学离散模型[J]. 路振勇,侯磊,孙传宗,陈予恕.  中国科学:技术科学. 2016(11)
[4]航空发动机双转子轴承试验机主轴动静态性能分析[J]. 吕彩霞,王连吉,李兴林,尹福刚,高秀娥.  轴承. 2016(08)
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博士论文
[1]基于区间分析方法的不确定参数转子系统动力学特性研究[D]. 张洁洁.哈尔滨工业大学 2016

硕士论文
[1]数控磨床可靠性评估及主轴部件可靠性优化设计[D]. 陈一凡.重庆理工大学 2018
[2]T2120深孔钻镗床主传动系统的性能分析与优化[D]. 徐文凯.中北大学 2017
[3]球盘式高速滚动接触疲劳试验机的研制及验证[D]. 张爽.哈尔滨工业大学 2016
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[6]球轴承—齿轮系统多体动力学建模与仿真分析[D]. 产文兵.昆明理工大学 2014
[7]飞行器舵机伺服传动机构动力学建模研究[D]. 张习强.南京理工大学 2013
[8]滚动接触疲劳试验机静压轴承静态及主轴热态特性分析[D]. 姚宁.燕山大学 2012



本文编号：3642380