曲軸—軸承系統(tǒng)摩擦學(xué)、剛度和強(qiáng)度的耦合研究.pdf

1、本文首先針對(duì)各種機(jī)械裝置使用最普遍、最基本的直軸-軸承系統(tǒng)，開(kāi)展了摩擦學(xué)、剛度和強(qiáng)度耦合的理論和試驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了內(nèi)燃機(jī)曲軸-軸承系統(tǒng)摩擦學(xué)、剛度和強(qiáng)度的耦合研究。 在推導(dǎo)軸頸在軸承中傾斜時(shí)的油膜厚度方程和建立計(jì)算軸承孔表面彈性變形的變形矩陣的基礎(chǔ)上，計(jì)算了軸頸傾斜時(shí)徑向滑動(dòng)軸承的油膜壓力、油膜反力、端泄流量、摩擦力與摩擦系數(shù)和保持軸承穩(wěn)定工作的力矩等特性參數(shù)，通過(guò)與不計(jì)軸頸傾斜情況的對(duì)比，分析了在不同軸承參數(shù)下軸頸傾

2、斜對(duì)軸承性能的影響，探討了徑向滑動(dòng)軸承計(jì)及軸頸傾斜影響在理論分析上的意義。 建立了軸受載變形導(dǎo)致軸頸在軸承中傾斜的傾斜角計(jì)算公式、Reynolds方程和分析方法，探討了軸受載變形導(dǎo)致軸頸在軸承中傾斜對(duì)滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑性能的影響。根據(jù)軸承潤(rùn)滑分析結(jié)果，確定載荷邊界條件，應(yīng)用有限元方法研究了軸承油膜壓力分布形態(tài)對(duì)軸應(yīng)力的影響。 研制了研究直軸-軸承系統(tǒng)中軸承潤(rùn)滑性能的專用試驗(yàn)裝置，對(duì)軸受大小恒定的旋轉(zhuǎn)載荷作用產(chǎn)生變形導(dǎo)致軸頸在軸

3、承中傾斜時(shí)滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。比較了試驗(yàn)與理論計(jì)算結(jié)果，以驗(yàn)證理論分析中采用的基本方程、公式和方法的正確性。 分析討論了多缸內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承負(fù)荷和曲軸變形的計(jì)算方法，提出了簡(jiǎn)單、省時(shí)、精度滿足要求的整體曲軸梁?jiǎn)卧邢拊?jì)算方法。根據(jù)整體曲軸梁?jiǎn)卧邢拊ㄓ?jì)算的軸承負(fù)荷和曲軸變形，重點(diǎn)進(jìn)行了計(jì)入曲軸受實(shí)際載荷作用產(chǎn)生變形導(dǎo)致軸頸傾斜的曲軸軸承潤(rùn)滑分析。 計(jì)算了幾種不同形式載荷邊界條件時(shí)的曲軸應(yīng)力，分析了載荷邊界

4、條件的處理方法對(duì)曲軸強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果的影響程度。 采用整體曲軸模型有限元分析方法，分別以計(jì)及和不計(jì)曲軸受載變形導(dǎo)致軸頸在軸承中傾斜時(shí)的軸承潤(rùn)滑分析得到的軸承油膜壓力分布作為載荷邊界條件，計(jì)算分析了軸承油膜壓力的分布狀態(tài)對(duì)曲軸應(yīng)力分布和強(qiáng)度的影響。 論文的創(chuàng)新點(diǎn)：針對(duì)國(guó)內(nèi)外在內(nèi)燃機(jī)曲軸-軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析計(jì)算的實(shí)際，根據(jù)學(xué)科交叉分析各種機(jī)械行為的理念，研究了內(nèi)燃機(jī)曲軸強(qiáng)度、剛度與軸承摩擦學(xué)之間的相互作用與影響，使曲軸強(qiáng)度和軸承摩

5、擦學(xué)性能的研究更加全面、系統(tǒng)，分析計(jì)算的結(jié)果更接近于實(shí)際。軸-軸承系統(tǒng)是各種機(jī)械裝置中使用最普遍、最基本的支承-傳動(dòng)系統(tǒng)，因此本文提出的軸-軸承系統(tǒng)摩擦學(xué)、強(qiáng)度和剛度等機(jī)械行為的耦合效應(yīng)，耦合分析方法具有普遍、深入研究的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。研制了直軸-軸承系統(tǒng)中軸承潤(rùn)滑性能研究的專用試驗(yàn)裝置，進(jìn)行了軸受載變形產(chǎn)生的軸頸傾斜對(duì)滑動(dòng)軸承性能影響的試驗(yàn)研究。提出了計(jì)算多缸內(nèi)燃機(jī)主軸承負(fù)荷和曲軸變形的整體曲軸梁?jiǎn)卧邢拊椒?、?nèi)燃機(jī)曲軸-軸