鋼球表面展開過程滾動接觸動力學(xué)分析.pdf

1、軸承是機(jī)械行業(yè)的“心臟”，鋼球作為軸承常用滾動體，其表面質(zhì)量直接決定了軸承使用性能，而傳統(tǒng)檢測方式已難以滿足市場需求，高效、高精檢測設(shè)備的研發(fā)，成為亟待解決的問題，如何獲取實現(xiàn)球面完整表面信息，則是球面無損檢測的重要前提。本文針對球體的全表面展開問題，在運動分析、接觸分析和摩擦分析的基礎(chǔ)上對鋼球展開過程進(jìn)行動力學(xué)分析及虛擬仿真分析。
　　為了建立鋼球展開過程的動力學(xué)模型，首先對鋼球展開機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析，根據(jù)展開輪的幾何結(jié)構(gòu)和接觸約

2、束關(guān)系，建立展開輪與鋼球的接觸模型，采用牛頓迭代法對模型進(jìn)行數(shù)值求解，得到鋼球展開過程中球心的運動軌跡曲線和展開輪上的接觸軌跡曲線，通過軌跡曲線擬合出鋼球展開過程中球心和接觸點的位置變化表達(dá)式；然后基于赫茲理論，對鋼球與展開輪、鋼球與驅(qū)動輪進(jìn)行接觸處分析，建立接觸力和接觸變形量的關(guān)系表達(dá)式；最后結(jié)合運動分析和接觸分析，在庫侖摩擦定律的基礎(chǔ)上，建立修正的庫倫摩擦模型，以便確定摩擦力表達(dá)式。
　　在理論分析的基礎(chǔ)，對鋼球展開過程進(jìn)行動

3、力學(xué)分析，通過對鋼球展開機(jī)構(gòu)零件間的相互作用關(guān)系分析，基于歐拉方法建立鋼球展開過程的動力學(xué)模型，采用四階龍格庫塔法對動力學(xué)模型數(shù)值分析，以便得到球心和展開輪的位移變化曲線，確定鋼球的接觸狀態(tài)，再進(jìn)一步分析摩擦力變化曲線，判定鋼球展開過程中是否出現(xiàn)滑動摩擦，從而確定鋼球展開情況。
　　為了驗證動力學(xué)模型的準(zhǔn)確和可靠，對鋼球展開過程進(jìn)行動力學(xué)虛擬仿真驗證，利用仿真軟件的數(shù)據(jù)后處理功能，結(jié)合數(shù)值分析結(jié)果，對測量得到的鋼球和展開輪的轉(zhuǎn)速、