空间角接触球轴承的预紧载荷演化机理研究

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1、硕士学位论文MASTER’STHESIS论文题目空间角接触球轴承的预紧载荷演化机理研究作者姓名孙锟学科专业机械电子工程指导教师姚建涛副教授2015年5月I中图分类号：TH133.3学校代码：10216UDC：621.8密级：公开工学硕士学位论文空间角接触球轴承的预紧载荷演化机理研究硕士研究生：孙锟导师：姚建涛副教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学IIAThesisinMechanicalandElectronicEngineeringRESEARCHONPRELOADEVOLUTION

2、MECHANISMOFSPACEANGULARCONTACTBALLBEARINGSbySunKunAssociateProfessorYaoJiantaoYanshanUniversityMay,2015III燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《空间角接触球轴承的预紧载荷演化机理研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字

3、：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《空间角接触球轴承的预紧载荷演化机理研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月

4、日IV摘要摘要为了满足太空环境中在轨服务的需求，航天机构不仅仅需要克服恶劣的太空环境，还要保证机构服务运行的高质量，同时，又必须考虑其在轨维修维护的难度，故需要提高航天机构的可靠性。滚动轴承作为一种精密支承元件，预紧技术直接决定着轴承的刚度、旋转精度及寿命，同时也影响着转动关节的运行可靠性，乃至整个机构的工作可靠性。因此，滚动轴承预紧载荷的演化对轴承、转动关节及其所在机构的工作运行状态有着非常重要的意义。为研究滚动轴承在太空环境中预紧载荷的演化趋势，本文主要以角接触球轴承为例，分析交变温度、负载条件、配合关系、磨损因素和拧紧条件等多种因素耦合作用下预紧载荷的变

5、化规律，开展了如下研究工作：1)滚动轴承静力学分析：建立含预紧载荷的滚动轴承静力学数学模型，并考虑交变温度、工作载荷、装配方式和磨损量的作用，求解滚动轴承静力学方程得到预紧载荷；2)单个轴承的预紧载荷变化分析：利用所建立的滚动轴承静力学模型，分析交变温度、工作载荷、装配方式和磨损量等因素，单一作用和耦合作用分别对轴承预紧载荷的影响结果，并以角接触球轴承为例进行了数值模拟；3)转动轴—轴承系统力学分析：利用转动轴—轴承系统的力学作用关系，建立拧紧力矩、过盈装配与初始预紧载荷的关系模型，分析了拧紧力矩和过盈装配的耦合作用对初始预紧载荷的影响，并以角接触球轴承为例进

6、行了数值模拟；4)转动轴—轴承系统的预紧载荷测试实验：根据转动轴—轴承系统的模型特点，设计一套转动轴—轴承系统，利用单维力传感器采集初始施加的预紧载荷，对比数值模拟的结果，验证分析拧紧力矩和过盈装配的耦合作用与初始预紧载荷的关系。本文通过交变温度、工作载荷、配合方式、磨损量以及拧紧力矩对角接触球轴承的预紧载荷耦合作用分析，揭示了各个影响因素对预紧载荷的影响关系，并确定了各因素的影响比重。为确定预紧载荷的演化趋势提供了借鉴依据，为预紧载荷的施加大小提供了合适的参考。关键词：角接触球轴承；预紧载荷；静力学分析；多因素；耦合作用；演化机理VAbstractInord

7、ertomeetneedsforspacecrafts’services,spacecraftmechanismsnotonlyovercomethehostilespaceenvironment,andensuretheirhighworkqualities,butalsoconsidertheirmaintenancedifficultyonorbit,hencereliabilitiesofspacecraftmechanismsshouldbeimproved.Asaprecisionsupportingelement,rollingbearings’

8、preloadtechnologyde