軸承聲振耦合算法與波紋度振動(dòng)聲學(xué)特征仿真研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承是一種重要的基礎(chǔ)機(jī)械部件，在現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用，軸承的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能起到非常重要的作用，軸承的振動(dòng)不僅直接影響主機(jī)的精度，而且影響轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)發(fā)出的噪聲還將污染周圍環(huán)境，隨著傳動(dòng)系統(tǒng)向高可靠性和高速靜音方向發(fā)展，對(duì)軸承系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲提出了愈來愈高的要求。
　　 雖然現(xiàn)代加工工藝和加工精度得到了明顯改善和提高，但波紋度作為軸承分布式加工缺陷，仍然是激勵(lì)滾動(dòng)軸承振動(dòng)噪聲的主要因素之一。針對(duì)這

2、個(gè)問題，本文提出了一種新的軸承聲振耦合算法，可應(yīng)用于軸承一軸承座系統(tǒng)振動(dòng)聲學(xué)特征的預(yù)測(cè)，具有計(jì)算效率高的優(yōu)點(diǎn)；基于提出的新的軸承聲振耦合算法，分析研究了軸承內(nèi)、外圈波紋度參數(shù)變化對(duì)軸承-軸承座系統(tǒng)振動(dòng)聲學(xué)特性的影響，獲得了一些有價(jià)值的結(jié)論。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 ①基于Hertz接觸理論和軸承運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系，推導(dǎo)了滾動(dòng)軸承承載區(qū)的非線性接觸力計(jì)算公式，并基于將軸承座內(nèi)表面考慮為一微質(zhì)量的剛性介質(zhì)層且存在剛性振動(dòng)的假設(shè)，建立

3、了六自由度滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)模型，為進(jìn)一步進(jìn)行軸承的動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)；
　　 ②提出了軸承座內(nèi)表面位移映射法，運(yùn)用六自由度滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)模型，求解獲得軸承系統(tǒng)各部件振動(dòng)位移；通過軸承座內(nèi)表面位移映射法，實(shí)現(xiàn)了軸承動(dòng)力學(xué)模型的位移輸出和軸承座有限元模型的位移激勵(lì)輸入的耦合，簡化了耦合計(jì)算，提高了計(jì)算效率；
　　 ③建立軸承-軸承座系統(tǒng)的有限元分析模型，研究了正常軸承激勵(lì)下的軸承座振動(dòng)響應(yīng)；建立了軸承座聲學(xué)邊界元分析模型，以

4、軸承座結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)響應(yīng)為邊界條件，研究了正常軸承激勵(lì)下的軸承座表面聲學(xué)量及輻射場(chǎng)點(diǎn)噪聲，并通過軸承振動(dòng)和噪聲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出的聲振耦合算法；
　　 ④運(yùn)用本文提出的軸承聲振耦合新算法，針對(duì)內(nèi)、外圈波紋度對(duì)軸承系統(tǒng)振動(dòng)聲學(xué)特性影響的問題，研究了波紋度參數(shù)-波紋度最大幅值和波數(shù)變化對(duì)軸承-軸承座系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)和聲學(xué)特征的影響，為軸承的設(shè)計(jì)和制造研究提供了理論依據(jù)。
　　 本文提出的軸承聲振耦合算法可用于預(yù)測(cè)軸承-軸承座系統(tǒng)