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螺旋槽流体动静压滑动轴承分流特性研究

作　者: 王丽丽
导　师: 葛培琪
学　校: 山东大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 滑动轴承螺旋油腔流线分析有限差分法斜坐标系
分类号: TH133.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 254次
引　用: 4次
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内容摘要

螺旋槽流体动静压滑动轴承是一种新型结构的滑动轴承,结构特点为圆弧形油腔斜置,轴承的工作间隙是周向和轴向的二元函数,设有进出油孔。对螺旋油腔间冷热油的分流特性的研究,将为降低轴承温升,解决高速精密机械中滑动轴承长期存在的过热和抱轴这一技术难题开辟新途径。同时,分析三个螺旋油腔的麻花压力带所产生的轴承动静态特性,将为高性能新型螺旋槽流体动静压滑动轴承在超高速磨床主轴中的应用奠定基础。本文对螺旋槽流体动静压滑动轴承的分流特性进行了数值分析: (1)根据螺旋槽流体动静压滑动轴承有三个斜置的圆弧形油腔的结构特点,推导出直角坐标系和斜坐标系的转化式以及斜坐标下轴承的雷诺方程。 (2)推导了斜坐标系下螺旋槽流体动静压滑动轴承的油膜厚度方程、速度方程和扰动压力的雷诺方程。 (3)运用MATLAB绘制有关图形,对螺旋槽流体动静压滑动轴承的动静特性和流体质点的流动轨迹进行分析,并考察了轴承的螺旋角、偏心率、转速等对轴承的性能的影响,得出了很多有价值的结论。 (4)在Win2000和VC++6.0的环境下,设计开发了一套可视化的计算软件,用以计算螺旋槽流体动静压滑动轴承的性能,从而实现了对轴承的分析、计算和设计。程序具有文字图形界面,有很强的易用性和实用性。研究表明,螺旋槽流体动静压滑动轴承很好的实现了冷热油的分流,避免了润滑油的反复加热,但是导致轴承承载力降低。同时偏心率和螺旋角对油膜压力、摩擦阻力、端泄量和温升等都有不同程度的影响。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
物理量名称及符号  9-10
第1章绪论  10-20
  1．1 引言  10
  1．2 新型滑动轴承的主要结构和类型  10-14
  1．3 滑动轴承的数值分析方法  14-18
    1．3．1 差分法  14-17
    1．3．2 有限元法  17-18
  1．4 流线分析  18-19
  1．5 本课题来源及主要研究内容  19
  1．6 本章小结  19-20
第2章螺旋槽流体动静压滑动轴承的求解方程  20-35
  2．1 雷诺方程的建立  20-21
    2．1．1 Reynolds方程  20-21
    2．1．2 速度方程  21
  2．2 基本方程的无量纲化  21-22
    2．2．1 Reynolds方程的无量纲化  21-22
    2．2．2 速度方程的无量纲化  22
  2．3 斜坐标系下雷诺方程的有限差分式  22-29
    2．3．1 差商表达式  22-24
    2．3．2 坐标变换  24-26
    2．3．3 求解域内油膜厚度连续  26-28
    2．3．4 求解域内油膜厚度不连续  28-29
  2．4 油膜厚度方程  29-33
    2．4．1 直角坐标系的油膜厚度  29-32
    2．4．2 斜坐标系的油膜厚度  32
    2．4．3 膜厚对轴心位置偏导公式  32-33
  2．5 斜坐标系的速度方程  33
  2．6 本章小结  33-35
第3章螺旋槽流体动静压滑动轴承的数值分析  35-50
  3．1 润滑方程的差分解  35-39
    3．1．1 边界条件  35-36
    3．1．2 超松弛迭代法  36-37
    3．1．3 轴承的主要计算参数  37
    3．1．4 程序验证  37-39
  3．2 轴承静特性计算  39-42
    3．2．1 承载力计算  39
    3．2．2 摩擦阻力  39-40
    3．2．3 流量计算  40-41
    3．2．4 温升△T  41-42
    3．2．5 求解中几个具体问题  42
  3．3 计算结果及其分析  42-49
    3．3．1 压力分布与油膜厚度分布  42-44
    3．3．2 偏心率和螺旋角对油膜压力的影响  44-46
    3．3．3 流线分布  46-47
    3．3．4 承载力分布  47-48
    3．3．5 摩擦阻力、端泄量和温升  48-49
  3．4 本章小结  49-50
第4章轴承动特性分析  50-60
  4．1 轴承刚度系数和阻尼系数的计算  50-53
  4．2 扰动压力计算  53-58
    4．2．1 扰动压力雷诺方程的推导  53-57
    4．2．2 扰动压力雷诺方程的求解  57-58
  4．3 轴承动特性计算结果及分析  58-59
  4．4 本章小结  59-60
第5章螺旋槽轴承计算分析软件  60-66
  5．1 软件开发工具  60
  5．2 螺旋槽轴承性能计算程序界面编制  60-65
  5．3 本章小结  65-66
结论  66-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读学位期间发表的学位论文目录  73

螺旋槽流体动静压滑动轴承分流特性研究

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