深沟球轴承结构参数对振动规律影响的仿真与试验研究

摘要

作为一种基本的机械部件,深沟球轴承被广泛应用于各种机械设备中,其质量的优劣会影响到整个主机的工作性能。深沟球轴承的性能指标主要包括寿命、噪音、振动、可靠性等,随着轴承制造技术的不断进步和人们对轴承性能要求的不断提高,轴承振动性能上升为衡量轴承质量水平的最重要指标之一。
　　为了研究结构参数对轴承振动的影响,优化轴承设计参数,本文以深沟球轴承为研究对象,以轴承结构参数为影响因素,以深沟球轴承的振动速度为评定指标,依据滚动轴承振动测量相关标准,从模拟仿真和试验两方面着手,对深沟球轴承的振动信号特征进行了探索与分析。
　　首先,本文简要阐述了轴承振动的研究背景及研究意义,介绍了轴承振动的国内外研究现状,在此基础上提出了论文的研究内容与研究重点。
　　其次,以轴承的内沟曲率半径系数、外沟曲率半径系数和径向游隙三个结构参数为影响因素,每个因素选择三个水平,对轴承的结构参数进行了正交试验设计。
　　再次,介绍了轴承的基本构造,根据赫兹接触理论求得了轴承的载荷分布,在牛顿第二定律的基础上,建立了在轴向载荷作用下深沟球轴承的三自由度非线性振动模型,并给出了用龙格库塔算法对振动模型进行求解的步骤。
　　然后,以正交试验设计的结果为依据,根据振动模型求解了不同结构参数轴承的振动速度,并通过试验测量了不同结构参数轴承的振动速度。在此基础上,对不同结构参数轴承振动速度的仿真结果和试验结果分别从时域、频域和能量三个方面进行了分析,归纳了轴承结构参数对振动性能影响的一些规律。
　　最后,总结了本文的主要研究内容及取得的成果,并在总结前人研究及本文分析的基础上,对轴承振动的研究提出了展望。

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表清单

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 轴承振动的国内外研究现状及发展趋势

1.3 轴承振动测量技术及标准研究现状

1.4 课题来源与主要研究内容

1.5 本章小结

2 轴向载荷作用下深沟球轴承振动模型的建立

2.1 深沟球轴承的基本结构

2.2 深沟球轴承的固有振动

2.3 轴向载荷作用下振动模型的建立

2.4 本章小结

3 深沟球轴承振动信号分析与仿真研究

3.1 振动信号时域分析

3.2 振动信号频域分析

3.3 小波包能量谱分析法

3.4 本章小结

4 振动试验及信号分析

4.1 轴承振动测量分析系统与试验方案设计

4.2 深沟球轴承结构参数对轴承振动信号时域特征的影响分析

4.3 深沟球轴承结构参数对轴承振动信号频域特征的影响分析

4.4 深沟球轴承结构参数对轴承振动信号能量分布的影响分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 研究总结

5.2 需进一步开展的工作

参考文献

作者简历