鋼絲滾道球軸承接觸特性與支承剛度理論及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、作為一種非標(biāo)準(zhǔn)軸承,鋼絲滾道球軸承具有剛/慣比大、回轉(zhuǎn)精度高、抗傾覆能力強(qiáng)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn),因此,被廣泛地應(yīng)用于大型雷達(dá)天線、飛行器仿真轉(zhuǎn)臺(tái)和醫(yī)療器械等精密裝備。它能承受軸向載荷、徑向載荷、傾覆力矩及其組成的復(fù)合載荷,但外部載荷往往會(huì)在鋼絲滾道表面形成循環(huán)交變接觸應(yīng)力,導(dǎo)致磨損、點(diǎn)蝕產(chǎn)生,甚至剪切失效,嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,對(duì)軸承載荷分布和剛度的研究十分有必要。
　　首先,本文研究了軸承預(yù)緊量與接觸載荷、接觸變形之間

2、的關(guān)系,在預(yù)緊接觸變形的基礎(chǔ)上,根據(jù)非協(xié)調(diào)性 Herz接觸理論、余弦定理和洛必達(dá)法則,建立了軸向載荷、徑向載荷及傾覆力矩載荷對(duì)應(yīng)的載荷分布模型。以某型號(hào)飛行器仿真轉(zhuǎn)臺(tái)中的鋼絲滾道球軸承為實(shí)例,運(yùn)用 MATLAB?編程求解載荷分布模型,得到了載荷分布規(guī)律、最大接觸力,分析了鋼球數(shù)目及軸承接觸角對(duì)最大接觸力的影響。
　　其次,本文在軸承載荷分布特性研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)疊加原理和剛度的定義,建立了五自由度復(fù)合載荷作用下,鋼絲滾道球軸承剛度

3、矩陣數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)剛度矩陣的表達(dá)式,提出了剛度矩陣數(shù)值計(jì)算方法,以某型號(hào)飛行器仿真轉(zhuǎn)臺(tái)中的軸承為例,給出了剛度矩陣數(shù)值結(jié)果。
　　最后,為了驗(yàn)證軸承剛度矩陣數(shù)學(xué)模型的正確性,設(shè)計(jì)了軸承剛度實(shí)驗(yàn)測量方案,搭建了軸承軸向剛度、徑向剛度及翻轉(zhuǎn)剛度實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)中,測量不同外部載荷對(duì)應(yīng)的軸承內(nèi)外環(huán)框架之間的相對(duì)位移,根據(jù)剛度的定義得到剛度實(shí)驗(yàn)結(jié)果。理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明:隨著載荷的增大,軸向剛度、徑向剛度略微減小,徑向剛度近似線性的增