彈流潤滑狀態(tài)下的滾動軸承摩擦副動力學(xué)特性研究.pdf

1、滾動體—滾道摩擦副是滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)單元，其動力學(xué)特性直接影響滾動軸承的整體性能。長期以來，由于滾動軸承的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)關(guān)系復(fù)雜，理論研究難度較大，對其摩擦學(xué)和動力學(xué)性能的研究都是在各自領(lǐng)域內(nèi)單獨進(jìn)行的，忽略了它們之間的耦合作用，因此研究成果具有較大的局限性。當(dāng)前，滾動軸承正不斷朝靜音化、高速化和重載化方向發(fā)展，迫切需要更完善的理論指導(dǎo)軸承的動力學(xué)設(shè)計。因此，進(jìn)行滾動軸承摩擦副的摩擦學(xué)、動力學(xué)耦合研究，提高理論分析的準(zhǔn)確性，具有重要的

2、理論和實際意義。
　　在分析彈流潤滑研究、滾動軸承摩擦副動力學(xué)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了對滾動軸承摩擦副進(jìn)行摩擦學(xué)、動力學(xué)耦合研究的必要性。分析指出，摩擦副中的摩擦學(xué)行為和動力學(xué)行為是相互耦合的過程行為：一方面，摩擦副的動力學(xué)行為影響油膜承受的載荷，從而改變摩擦副的油膜壓力和厚度分布；另一方面，油膜狀態(tài)的變化又會反過來影響摩擦副的剛度和阻尼特性，進(jìn)而影響摩擦副的動力學(xué)行為。據(jù)此提出，在分析滾動軸承摩擦副的動力學(xué)性能時，必須考慮摩擦學(xué)

3、因素的影響。
　　基于求解彈流問題的復(fù)合直接迭代法，研究了穩(wěn)態(tài)和純擠壓非穩(wěn)態(tài)兩類彈流問題；在此基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用多種技術(shù)，提出了一種求解點接觸非穩(wěn)態(tài)彈流問題的快速計算方法，為摩擦副的摩擦學(xué)、動力學(xué)耦合研究提供了分析手段。
　　分析了點接觸、線接觸摩擦副中摩擦學(xué)行為和動力學(xué)行為之間的聯(lián)系；基于機(jī)械振動學(xué)和彈流潤滑理論，分別建立了點接觸、線接觸摩擦副在自由振動和諧波激勵條件下的摩擦學(xué)、動力學(xué)耦合模型，并采用順序耦合分析法對耦合模型

4、進(jìn)行實例計算，得到了摩擦副中油膜壓力和厚度分布隨時間的變化歷程以及接觸體的振動響應(yīng)；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合本文建立的自由振動和諧波激勵下的剛度和阻尼計算模型求解了摩擦副的等效剛度和阻尼；分析了摩擦副中摩擦學(xué)行為與動力學(xué)行為之間的相互作用規(guī)律，研究了載荷、速度和潤滑油的環(huán)境粘度等因素對摩擦副動力學(xué)特性的影響。
　　基于單個摩擦副的剛度和阻尼模型建立了整套軸承的動力學(xué)模型；在軸承振動測試平臺上進(jìn)行了軸承振動實驗，獲得了完好軸承和缺陷軸承的振