考虑径向间隙和表面波纹度的滚子轴承转子系统非线性动力学行为研究(英文)

摘要

滚子轴承支承的转子系统由于赫兹接触轴承力、径向间隙、轴承表面波纹度等会使系统的动力学行为非常复杂,本文推导了承受四维载荷的滚子轴承的非线性轴承力和力矩,建立了滚子轴承支承的转子系统的四自由度动力学方程,使用Newmark-β法和Newton-Laphson法求解方程,通过振动响应的分岔图、Poincarè映射图、频谱图、轴心轨迹研究了转子系统的动力学特性。研究结果表明随转速变化滚子轴承-转子系统可能经历拟周期失稳、倍周期分岔失稳和混沌失稳。径向间隙、滚子轴承的表面波纹度、阻尼、径向力和不平衡力对系统的动力学特性影响较大。径向间隙增大系统的非线性增强,失稳区域增多且失稳范围变宽,文中给出了各轴承零件表面波纹度引起的振动频率及出现宽频噪声进入混沌的轴承零件表面波纹度阶数。合理选择和优化参数可以避免转子系统失稳。