球軸承靜動態(tài)特性計算與實驗研究.pdf

1、球軸承的剛度一直是國內(nèi)外專業(yè)研究人員的關注的問題。其分析方法的精確性、簡潔性直接關系著軸承的設計、運行和檢測的性能,尤其是近年來興起的軸承--轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動特性研究更是以軸承的特性分析為基礎。 本文在系統(tǒng)的分析了球軸承的靜態(tài)、動態(tài)計算方法的基礎上,分別對靜態(tài)和動態(tài)計算方法進行了新的探索。由于傳統(tǒng)的靜態(tài)計算方法都是基于非線性方程組的迭代計算,尤其是在徑向受力時,往往需要查表進行參數(shù)選取(如徑向載荷積分常數(shù)),無法實現(xiàn)參數(shù)選取的連續(xù)性

2、,且計算方程數(shù)目較多,計算速度緩慢,給在線檢測實時對解算理論值和實測值的對比帶來困難,所以本文著重研究了軸向受載變形和徑向受載變形的簡化計算方法。其中,為了實現(xiàn)徑向變形計算的連貫性,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)的關系在對數(shù)坐標下形成,所以數(shù)據(jù)對在直角坐標下是不均勻的,基本的多項式擬合的精度難以達到擬合效果,所以本文探討了利用有理函數(shù)進行數(shù)據(jù)擬合的方法,并通過實例驗證了擬

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,被廣泛應用在工業(yè)領域。所以本文的重點之一是對由于高速角接觸球軸承的擬靜力學動態(tài)特性進行了系統(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,從而為實現(xiàn)高速特性的理論計算值與在線檢測值的對比,提出了根據(jù)受載和轉(zhuǎn)速接觸角變化的曲面擬合方法,從而達到了快速求解接觸角值和其他相關變量的方法。 論文指出了高速角接觸球軸承的動態(tài)方程組的復雜性

4、以及應用Newton-Raphson方法求解方程組的收斂性問題,進而在對輔助方程尋求根本變量的分析基礎上,總結出了離心力、陀螺力矩等輔助方程最終歸結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態(tài)特性求解方法,進行了利用接觸角迭代求解動態(tài)方程組的計算過程分析,并進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題。 陀螺儀是高速角接