高速角接触球轴承预紧力分析及可控预紧方法研究

发布时间：2023-11-12 15:27

　　角接触球轴承是高速电主轴的主要支承方式,轴承预紧是高速电主轴的关键技术之一。对高速角接触球轴承预紧进行研究,确定轴承最佳预紧力并通过动态调节方法使预紧力随工况进行自动调节,对提高电主轴及轴承性能具有重要意义。本文以高速角接触球轴承为研究对象,基于对轴承热动力学特性的理论分析,建立了轴承预紧力计算数学模型,提出计算方法并编写了相应程序,分析了轴承预紧力的动态特性。在此基础上,提出了一种基于压电陶瓷的可控预紧方法,并对其可行性进行了数值分析和验证。本文的主要研究内容和结论如下:(1)基于赫兹接触理论、滚动轴承动力学和沟道控制理论,以7012/CD型角接触球轴承为研究对象,建立了考虑热位移影响的高速角接触球轴承拟动力学模型,并结合具体算例加以分析。计算结果显示,轴承内圈的径向热位移变化最大,外圈次之,滚动体最小。考虑热位移影响时,随轴承转速增大,滚动体与内外圈的接触角明显减小,滚动体与内外圈的接触载荷明显增大。(2)基于轴承预紧力特性分析,分析了转速、热位移、离心位移及预紧方式对预紧力的影响规律,并确定所需的轴承最小预紧力计算方法。研究结果显示,轴承预紧力随转速的增大而增大,且初始预紧力越大...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 角接触球轴承力学特性研究现状
        1.2.2 轴承预紧研究现状
        1.2.3 轴承预紧力可控技术研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 高速角接触球轴承热动力学特性分析
    2.1 高速角接触球轴承动力学分析
        2.1.1 高速角接触球轴承几何学分析
        2.1.2 高速角接触球轴承运动特性分析
        2.1.3 高速角接触球轴承滚动体的受力分析
        2.1.4 轴向预紧轴承静力学分析
    2.2 高速角接触球轴承热位移分析
        2.2.1 轴承内外圈径向热位移
        2.2.2 轴承滚动体热位移
        2.2.3 轴承内外圈轴向热位移
        2.2.4 轴承内外圈沟道的热变形
    2.3 高速角接触球轴承基本方程
        2.3.1 几何变形相容方程
        2.3.2 滚动体受力平衡方程
        2.3.3 轴承内圈受力平衡方程
    2.4 计入热位移影响的高速角接触球轴承动力学求解
    2.5 算例分析
        2.5.1 轴承热位移
        2.5.2 考虑热位移的轴承接触角和接触载荷的计算
    2.6 本章小结
第3章 高速角接触球轴承预紧力分析
    3.1 轴承预紧力影响因素分析
    3.2 轴承预紧力分析
        3.2.1 过盈配合对间隙的影响
        3.2.2 热位移分析
        3.2.3 离心位移分析
        3.2.4 预紧方式分析
        3.2.5 轴承最小预紧力计算
    3.3 轴承预紧力的变化规律分析
        3.3.1 转速对预紧力的影响
        3.3.2 离心位移对预紧力的影响
        3.3.3 热位移对预紧力的影响
        3.3.4 预紧方式对预紧力的影响
    3.4 最佳轴承预紧力分析
    3.5 本章小结
第4章 基于压电陶瓷的轴承可控预紧方法研究
    4.1 压电陶瓷
    4.2 压电陶瓷基本特性分析
        4.2.1 压电陶瓷位移特性
        4.2.2 压电陶瓷温度特性
        4.2.3 压电陶瓷迟滞特性
        4.2.4 压电陶瓷蠕变特性
    4.3 轴承可控预紧设计
        4.3.1 电主轴轴承预紧方案的提出
        4.3.2 轴承预紧方案的设计
        4.3.3 轴承预紧力方案装配关键
    4.4 双金属套筒性能分析
        4.4.1 套筒材料的选取
        4.4.2 双金属套筒模型变形有限元仿真
    4.5 轴承可控预紧机构的控制方法
    4.6 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢



本文编号：3863428