球軸承靜動(dòng)態(tài)特性計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、球軸承的剛度一直是國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)研究人員的關(guān)注的問(wèn)題。其分析方法的精確性、簡(jiǎn)潔性直接關(guān)系著軸承的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和檢測(cè)的性能,尤其是近年來(lái)興起的軸承--轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)特性研究更是以軸承的特性分析為基礎(chǔ)。 本文在系統(tǒng)的分析了球軸承的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,分別對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)計(jì)算方法進(jìn)行了新的探索。由于傳統(tǒng)的靜態(tài)計(jì)算方法都是基于非線性方程組的迭代計(jì)算,尤其是在徑向受力時(shí),往往需要查表進(jìn)行參數(shù)選取(如徑向載荷積分常數(shù)),無(wú)法實(shí)現(xiàn)參數(shù)選取的連續(xù)性

2、,且計(jì)算方程數(shù)目較多,計(jì)算速度緩慢,給在線檢測(cè)實(shí)時(shí)對(duì)解算理論值和實(shí)測(cè)值的對(duì)比帶來(lái)困難,所以本文著重研究了軸向受載變形和徑向受載變形的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。其中,為了實(shí)現(xiàn)徑向變形計(jì)算的連貫性,采取了數(shù)據(jù)擬合方法,尋找了根據(jù)載荷系數(shù)確定載荷積分常數(shù)的函數(shù)式。由于原始的載荷系數(shù)與載荷積分常數(shù)的關(guān)系在對(duì)數(shù)坐標(biāo)下形成,所以數(shù)據(jù)對(duì)在直角坐標(biāo)下是不均勻的,基本的多項(xiàng)式擬合的精度難以達(dá)到擬合效果,所以本文探討了利用有理函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合的方法,并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了擬

3、合方法的精確性和快速性。 由于高速角接觸球軸承的高剛度、高精度、高速度等特性,被廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。所以本文的重點(diǎn)之一是對(duì)由于高速角接觸球軸承的擬靜力學(xué)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先指出了高速軸承接觸角的變化是其他各參數(shù)變化的基礎(chǔ),從而為實(shí)現(xiàn)高速特性的理論計(jì)算值與在線檢測(cè)值的對(duì)比,提出了根據(jù)受載和轉(zhuǎn)速接觸角變化的曲面擬合方法,從而達(dá)到了快速求解接觸角值和其他相關(guān)變量的方法。 論文指出了高速角接觸球軸承的動(dòng)態(tài)方程組的復(fù)雜性

4、以及應(yīng)用Newton-Raphson方法求解方程組的收斂性問(wèn)題,進(jìn)而在對(duì)輔助方程尋求根本變量的分析基礎(chǔ)上,總結(jié)出了離心力、陀螺力矩等輔助方程最終歸結(jié)為以接觸角為自變量的函數(shù)的規(guī)律,從而提出了基于接觸角迭代的高速角接觸球軸承動(dòng)態(tài)特性求解方法,進(jìn)行了利用接觸角迭代求解動(dòng)態(tài)方程組的計(jì)算過(guò)程分析,并進(jìn)一步分析了接觸角的搜索域,使得初始迭代數(shù)值的選取有據(jù)可依。算例表明該方法有足夠高的精度,理論上可以避免迭代的收斂性問(wèn)題。 陀螺儀是高速角接