具有油槽的径向滑动轴承实验台仿真软件的研制

摘要

滑动轴承实验台主要用于油膜压力曲线、摩擦系数等方面的测试。目前的教学用滑动轴承实验台主要在不同宽径比，主轴转速，轴颈大小，润滑油粘度等方面对轴承做实验，而对不同油槽开设方式对油膜压力曲线和轴承承载能力的影响却没有相关的测试功能。鉴于对提高学生对滑动轴承的设计能力和创新能力的要求，需要对不同油槽开设进行仿真研究，并使学生能通过仿真实验来加深对油槽部分内容的理解和提高对滑动轴承的设计能力。本文着重对雷诺方程开设油槽条件的下的模型进行求解研究。 本文主要利用Matlab软件对雷诺方程在多种油槽开设方式下进行了求解，推导出了不同油槽开设方式下的油膜压力曲线，并将油槽的开设方式、深度和开设位置等方面的仿真结论与实际工程应用中的油槽开设规范进行了比较，证明了理论仿真和实际工程应用的一致性；并对开设油槽的滑动轴承的承载能力进行了定量的计算。 本文根据对油槽开设的仿真研究，用VB编程语言开发了一套基于油槽的滑动轴承仿真软件，可直接应用于学生仿真实验课程，加深了学生对开设油槽下轴承性能的理解，并且软件的制作从滑动轴承的设计层面出发，使学生了解了整个滑动轴承设计时的影响因素，增强了学生对滑动轴承的设计能力。 针对现有滑动轴承在油槽开设方面功能的欠缺，本文在不同油槽下的轴瓦更换方面提出了一种解决方案，并设计了几种不同形式油槽的滑动轴承，并根据仿真曲线的需要改进了现有滑动轴承的压力测量点数目和测量点位置；并且开发了一套基于油槽开设的数据处理和图像实时显示系统。 本文通过7章内容对液体动压径向滑动轴承开设油槽下的仿真计算、系统设计和实际工程验证等作了详细的描述。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1.1本课题的来源

1.2滑动轴承实验台的国内外发展现状

1.3课题研究的主要内容

1.4课题研究的理论意义和应用价值

2液体动压径向滑动轴承理论基础

2.1液体动压滑动轴承性能概况

2.2流体动压润滑的工作原理和基本关系

2.2.1流体动压润滑的工作原理

2.2.2雷诺方程的推导

2.2.3雷诺方程的无量纲形式

2.2.4压力边界条件

2.2.5一维雷诺方程的推导

2.2.6径向滑动轴承液体动压润滑的建立过程

2.2.7径向滑动轴承的几何关系和承载能力

2.2.8径向滑动轴承的参数选择

2.3本章小结

3雷诺方程的求解

3.1一维雷诺方程的求解

3.2二维雷诺方程的求解

3.2.1有限差分法求解雷诺方程

3.2.2多重网格算法

3.3本章小结

4开设油槽的滑动轴承油膜压力曲线求解

4.1油槽部分微分方程的处理

4.2油槽结构分析

4.3不同油槽结构下油膜压力曲线的求解

4.3.1周向油槽的求解

4.3.2轴向油槽的求解

4.3.3 V型油槽的求解

4.3.4 X型油槽的求解

4.4油膜合力的计算

4.4.1不开设油槽下油膜承载力有限差分法验证

4.4.2不同油槽丌设下滑动轴承承载能力曲线的绘制

4.5本章小结

5径向滑动轴承实验仿真软件的实现

5.1现有滑动轴承仿真实验台概况

5.2油槽开设仿真系统所需的丌发工具

5.3油槽开设仿真系统总体设计

5.3.1总体结构设计

5.3.2模块介绍

5.3.3几种油槽下的仿真曲线

5.4本章小结

6具有油槽滑动轴承实验台的方案设计

6.1现有试验台的改进方案

6.2现有的滑动轴承实验台的原理

6.2.1实验台结构

6.2.2实验目的和方法

6.3带油槽滑动轴承的设计

6.3.1原有实验轴承结构模型

6.3.2开设周向油槽轴承结构方案

6.3.3开设轴向油槽轴承结构方案

6.3.4开设V型油槽轴承结构方案

6.3.5开设X型油槽轴承结构方案

6.3.6油槽开设方案小结

6.4具有油槽的滑动轴承实验台测试系统的方案制定

6.4.1测试系统所需硬件

6.4.2测试软件所需开发工具

6.4.3测试系统主要模块

6.5本章小结

7结论

参考文献

附录A—E

作者简历