基于负载分配原理的并联轴承混合支承理论分析与仿真

摘要

轴承是机械传动中重要的零部件，随着机械工业的发展，对轴承的使用寿命、转动速度、结构设计等提出了更高的要求。滚动轴承和滑动轴承是机械转子支承系统中最广泛采用的两种轴承支承形式，它们各有优缺点，并分别适用于不同的工作场合，但在一般情况下滚动轴承与滑动轴承是被分别用来单独支承机械转子系统的，而本文所研究的内容是把滚动轴承和滑动轴承沿轴向并联放置共同支承机械转子系统，扬长避短，使之满足各种工作性能的要求。
　　本文以提高轴承寿命，增加轴承承载能力等为目的研究了并联轴承混合支承系统。首先在Hertz弹性接触理论的基础上研究了滚动轴承在外部载荷作用下的承载和变形特性，对滚动轴承的刚度和摩擦力矩等进行了分析，建立了滚动轴承的数学计算模型。其次依据流体动压润滑理论，以Navier-Stokes方程、流体连续方程为基础，加入流场边界条件，推导出了滑动轴承油膜压力场的Reynolds方程，进而计算出油膜承载力、摩擦力矩、刚度和阻尼等滑动轴承动、静态特性参数，建立了滑动轴承的数学计算模型。最后在对滚动轴承和滑动轴承分析的基础上进一步对并联轴承混合支承系统进行研究，分析了并联轴承混合支承系统的工作原理，推导出了并联轴承混合支承系统的动、静态工作特性的计算公式，并给出了并联轴承混合支承系统的使用寿命计算式。
　　通过数学计算软件 MATLAB对并联轴承混合支承系统进行仿真计算，把得到的并联轴承混合支承系统动、静态特性曲线图与滚动轴承单独支承时的动、静态特性曲线图对比分析，得出了并联轴承混合支承系统的寿命、承载能力、刚度和阻尼等参数的性能获得了极大的提高的结论，理论上证明了滚动轴承与滑动轴承组成的并联轴承混合支承系统的优越性。

目录

基于负载分配原理的并联轴承混合支承理论分析与仿真

Theoretical Study and Simulation of Loading-division based parallel hybrid bearing system

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 轴承研究现状

1.3 新型复合轴承简介

1.4 本课题研究的主要内容

第2章 并联混合支承滚动轴承数学计算模型

2.1 滚动轴承的几何学分析

2.2 滚动体的运动学分析

2.3 滚动轴承的接触应力与变形

2.4 滚动轴承的摩擦力矩

2.5 滚动轴承的刚度

2.6 本章小结

第3章 并联混合支承滑动轴承数学计算模型

3.1 流体动压润滑理论

3.2 Reynolds 方程的推导

3.3 Reynolds 方程的求解

3.4 滑动轴承特性计算

3.5 温度与粘度对流场压力的影响

3.6 本章小结

第4章 并联混合支承系统的仿真研究

4.1 并联混合支承系统的基本理论

4.2 并联混合支承系统的静态特性分析及仿真研究

4.3 并联混合支承系统的动态特性分析及仿真研究

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致 谢