弹性复合圆柱滚子轴承径向刚度分析

摘要

轴承的刚度是轴承内、外套圈产生单位相对位移量所需的外加载荷，刚度性能对整个系统的动力学特性起到决定的作用。弹性复合圆柱滚子轴承作为一种完全创新的轴承，需要对其刚度性能进行研究。本文在对比实心和空心圆柱滚子轴承分析的基础上，建立弹性复合圆柱滚子滚子轴承静态和动态径向刚度计算模型，对计算结果进行分析，并通过实验进行验证。本文主要研究内容如下：　　弹性复合圆柱滚子轴承接触分析：利用ABAQUS有限元分析软件对弹性复合圆柱滚动体与轴承内外圈之间的接触进行仿真分析，求得了接触过程中的应力分布以及径向位移。　　弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度分析：根据轴承的载荷分布以及滚动体与内外圈的接触模型，建立了径向载荷作用下预负荷和无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度计算模型，比较了预负荷弹性复合圆柱滚子轴承和无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度特性。　　弹性复合圆柱滚子轴承动态径向刚度分析：考虑了润滑的影响，根据拟静力学的方法对弹性复合圆柱滚动体受力及运动方程进行了分析，得出弹性复合圆柱滚子轴承的动态载荷分布方程，在接触分析、弹性流体动力润滑以及动态载荷分布的基础上建立弹性复合圆柱滚子轴承的动态径向刚度的计算模型。　　弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度实验分析：通过实验测量同型号实心圆柱滚子轴承、空心度为55％的空心圆柱滚子轴承和填充度为55%的弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度。将实验测出的结果与本文建立的弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度计算模型求得的结果进行比较，以验证模型的正确性，对比分析三种不同结构轴承的刚度值和变化趋势。　　本文对弹性复合圆柱滚子轴承径向刚度的研究结果为弹性复合圆柱滚子轴承的研究提供了一种新的方法，为弹性复合圆柱滚子轴承进行进一步研究打下良好的基础。

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第一章 绪论

1.1研究背景、目的及意义

1.2国内外研究现状及水平

1.3本文研究内容

1.4本文创新点

第二章 弹性复合圆柱滚子轴承接触分析

2.1实心圆柱滚子轴承接触分析

2.2空心圆柱滚子轴承接触分析

2.3弹性复合圆柱滚子轴承接触分析

2.4 本章小结

第三章 弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度分析

3.1无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度分析

3.2预负荷弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度分析

3.3本章小结

第四章 弹性复合圆柱滚子轴承动态刚度分析

4.1滚动轴承的弹性流体动力润滑

4.3弹性复合圆柱滚动体接触变形分析

4.4滚动轴承动态刚度分析模型

4.5计算结果与分析

4.6本章小结

第五章 弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度实验分析

5.1实验目的

5.2实验设备、对象及原理

5.2.1静态径向刚度实验台

5.2.2加载装置

5.2.3控制装置

5.2.4传感器

5.2.5实验轴承

5.2.6实验原理

5.3实验步骤

5.4实验结果分析

5.4.1径向位移分析

5.4.2刚度结果分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2后续研究工作展望

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