彈性復(fù)合圓柱滾子軸承基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用研究.pdf

1、圓柱滾子軸承是一種重要的機(jī)械基礎(chǔ)件。隨著現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備復(fù)雜程度的日益提高，以及高速、重載、高精度等極端工作條件和使用要求的不斷提出，傳統(tǒng)的圓柱滾子軸承在使用中存在諸如傳動(dòng)精度不高、振動(dòng)噪音大、高速和重載下容易損壞等不足。工程上迫切需要綜合性能優(yōu)良的新型圓柱滾子軸承的出現(xiàn)。本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目的資助下，提出了一種全新的彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的設(shè)計(jì)思想，發(fā)明了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承;對(duì)彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)組成原理、

2、基本特性分析理論、通用設(shè)計(jì)方法與制造工藝等進(jìn)行了深入系統(tǒng)地研究。
　　論文主要研究工作與創(chuàng)新性成果如下:
　　(1)發(fā)明了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承。通過對(duì)實(shí)心圓柱滾子軸承和空心圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)組成和應(yīng)用情況的深入分析，找出了實(shí)心圓柱滾子軸承和空心圓柱滾子軸承在應(yīng)用中出現(xiàn)缺陷的結(jié)構(gòu)原因。通過創(chuàng)新圓柱滾動(dòng)體的結(jié)構(gòu)，提出了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的設(shè)計(jì)思想，發(fā)明了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承。彈性復(fù)合圓柱滾子軸承既保留了實(shí)心圓柱滾子軸承和空心圓

3、柱滾子軸承的優(yōu)點(diǎn)，又克服了實(shí)心圓柱滾子軸承和空心圓柱滾子軸承的缺陷，為提高圓柱滾子軸承的綜合性能創(chuàng)造了條件。
　　(2)建立了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承基本特性分析的理論。由于彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的概念為作者首次提出，相關(guān)理論體系為空白。為此，首次提出了有關(guān)彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的若干新概念，并對(duì)其物理意義作了完整的定義:以最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論為基礎(chǔ)，建立了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的接觸強(qiáng)度條件;利用有限元分析模型，證明了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承接

4、觸特性的優(yōu)越性，得出了彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體在內(nèi)壁彎曲疲勞壽命要高于空心圓柱滾動(dòng)體和深穴空心圓柱滾動(dòng)體的結(jié)論。對(duì)彈性復(fù)合圓柱滾子動(dòng)體接觸區(qū)域應(yīng)力沿軸向分布規(guī)律進(jìn)行了分析，表明設(shè)計(jì)合理的深穴結(jié)構(gòu)可以消除或減輕彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的“邊緣效應(yīng)”;確定了填充度和深穴結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)是彈性復(fù)合圓柱滾子軸承滾動(dòng)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，為彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
　　(3)形成了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的通用方法。在彈性復(fù)合圓柱

5、滾子軸承基本特性分析理論的基礎(chǔ)上，確定了滾動(dòng)體的填充度KT，滾動(dòng)體深穴邊緣尺寸參數(shù)α、c為彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，并在兩種不同工況下得出了填充度和深穴邊緣尺寸的優(yōu)化值。
　　(4)設(shè)計(jì)了彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體的制造工藝，試制了第一批彈性復(fù)合圓柱滾子軸承。解決了彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體的同軸度、內(nèi)孔和深穴、材料填充的加工難點(diǎn)問題;發(fā)明了滾動(dòng)體深穴尺寸的檢測工具;完成了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的樣品試制。為該軸承的工程化和后續(xù)相關(guān)試

6、驗(yàn)提供了基礎(chǔ)。
　　(5)建立了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的剛度分析模型并完成了剛度試驗(yàn)。建立了無預(yù)負(fù)荷和預(yù)負(fù)荷彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的靜態(tài)徑向剛度計(jì)算模型;設(shè)計(jì)了兩種軸承的剛度測試實(shí)驗(yàn)，并對(duì)兩種軸承的剛度進(jìn)行了測試;分析了無預(yù)負(fù)荷和預(yù)負(fù)荷彈性復(fù)合圓柱滾子軸承靜態(tài)徑向剛度的計(jì)算值和試驗(yàn)值，驗(yàn)證了兩種軸承靜態(tài)徑向剛度計(jì)算模型的正確性。
　　(6)對(duì)彈性復(fù)合圓柱滾子軸承應(yīng)用于印刷機(jī)滾筒支承的性能進(jìn)行了初步研究。研究表明:將預(yù)負(fù)荷彈性復(fù)合