新型滚动轴承试验台研制及弹性复合圆柱滚子轴承试验研究

摘要

滚动轴承是机械装备的关键基础零部件，其工作性能直接影响到主机的运行状况。对新型的弹性复合圆柱滚子轴承各项性能及参数进行理论分析和试验研究，是其工程应用前必不可少的环节。　　当前价格较低的通用型轴承试验台大多功能单一，而性能较高的试验台，主要由各轴承制造商有针对性地进行开发。基于此，本课题将研制能直接测试多种参数的新型滚动轴承试验台，并进行弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力和振动位移试验，验证理论和数值分析结果，同传统圆柱滚子轴承的相关特性进行对比分析。本文主要研究内容如下：　　第一，提出了新型滚动轴承试验台的总体方案，设计了试验台的机械系统和测控系统；试制加工、安装和调试了试验台样机，对试验研究初期出现的问题进行了分析和解决。初步测试结果表明：新型滚动轴承试验台结构合理，性能稳定，能达到预期的试验效果。　　第二，试验对比分析弹性复合圆柱滚子轴承和普通圆柱滚子轴承的接触特性。结果表明，静态测试工况和动态测试工况下，不同转速和载荷的加载过程中，弹性复合圆柱滚子轴承的接触特性试验数据均要小于普通圆柱滚子轴承的接触特性试验数据，且弹性轴承外圈接触应力的增大趋势小于普通轴承。　　第三，进行弹性复合圆柱滚子轴承和普通圆柱滚子轴承在两种转速工况下的振动特性试验研究。结果表明：装有弹性复合圆柱滚子轴承的主轴在水平和垂直方向上的振动位移均比普通圆柱滚子轴承小。　　第四，对弹性轴承的接触特性进行数值分析，得到轴承座和轴承外圈接触部分的接触应力、等效应力和位移变形结果，并将试验数据与数值计算结果进行对比。结果表明：试验数据和数值计算结果误差在10%之内，验证了数值计算模型的正确性。　　本文研制的试验台丰富了弹性复合圆柱滚子轴承研究工作的技术手段，对弹性轴承接触应力和振动位移的数值分析与试验研究，拓展了其基础性能研究范畴。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题来源、目的及意义

1.2轴承试验台国内外研究现状

1.3滚动轴承接触应力和振动测试研究现状

1.4论文研究内容和结构安排

第二章 新型滚动轴承试验台的设计

2.1试验台的技术要求

2.2试验台总体方案设计

2.3试验台机械系统设计

2.4试验台测控系统设计

2.5试验台的试制和调试

2.6本章小结

第三章 弹性复合圆柱滚子轴承试验研究

3.1弹性复合圆柱滚子轴承结构特点

3.2弹性复合圆柱滚子轴承外圈接触应力试验研究

3.3 弹性复合圆柱滚子轴承振动位移试验研究

3.4本章小结

第四章 弹性复合圆柱滚子轴承接触特性研究

4.1接触问题理论

4.2有限元方法及有限元软件的介绍

4.3弹性复合圆柱滚子轴承外圈接触特性分析

4.4数值计算和试验结果对比分析验证

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文总结

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果及参与科研项目

致谢