增压器叶轮轴—毂复合微动特性研究

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1、中北大学学位论文增压器叶轮轴-毂复合微动特性研究摘要压气机叶轮是增压器中最重要的零件之一，由于其工作转速很高，因此其可靠性、长寿命和轻重量要求相对较高。压气机叶轮一般有两种装配方式，一种是压气机叶轮轴－毂过盈联接的方式，另一种是压气机叶轮－轴肩轴向螺母预紧联接的方式。这两种装配方式下都存在微动磨损，属于典型的微动磨损。目前对于压气机叶轮微动的研究很少，而且微动的研究主要集中在单一的切向微动和径向微动。因此，对增压器叶轮轴-毂复合微动特性的研究，具有重要的理论意义和使用价值。本文通过建立压气机叶轮轴－毂的两种装配方式下的有限元模型，对增

2、压器叶轮轴-毂进行接触仿真分析，进一步分析工作参数对其微动特性参数的影响规律。探讨了不同过盈量、摩擦系数、转速对叶轮轴－毂接触面间径向微动特性的影响规律，预紧力对轮背－轴肩接触面以及叶轮小端－螺母的接触面之间切向微动特性的影响规律。在压气机叶轮轴-毂单向微动特性的基础上，通过正交试验对两个接触面之间的复合微动特性进行分析。通过极差分析得出过盈量、摩擦系数、转速、预紧力对叶轮轮背与轴肩接触面沿径向线段CD的最大单位摩擦功的平均值W以及压气机轴－毂接触面1沿轴向线段EF的最大单位摩擦功的平均值W的影响显著性次序以及影响规律，得到一2组最优

3、组合。根据有限元仿真的结果，在保证压气机正常工作的基础上，考虑压气机叶轮微动，提出合理过盈量的选取方法。本方法可对压气机叶轮轴－毂装配设计提供参考，用于指导实际生产，提高压气机叶轮工作寿命，也可以借鉴到类似的设计与研究中，具有一定的工程应用价值。关键词：压气机叶轮，复合微动，过盈配合，正交试验，有限元法I中北大学学位论文InvestigationsoncompositefrettingoftheShaft-HubofCompressorImpellerAbstractCompressorimpellerisoneofthemostim

4、portantpartsoftheturbocharger.Thedemandofhighreliability,longlifeandthelightweightishigherbecauseofitshighspeed.Generally,compressorimpellerhastwoassembleways:oneistheshaft-hubconnection,theotheristheaxialimpellers-nutpreloadedconnection.Bothassemblywaysaretypicalfretti

5、ngwear.Atpresentthestudyofcompressorimpellerfrettingareveryfew.Thesefrettingresearchesaremainlyfocusedonsingletangentialfrettingorradialfretting.Thus,studyingthecompositefrettingoftheshaft-hubofcompressorimpellerhasimportanttheorysignificanceandpracticevalue.Inthispaper

6、,thefiniteelementmodelofacompressorimpellerintwoassemblewaysweresetup.Thecontactsimulatedanalysisofimpellershaft-hubwasprocessed.Theinfluencesofworkingparametersonthefrettingcharacteristicparameterswereanalyzed.Theinfluencelawofthedifferentamountofinterference,frictionc

7、oefficientandrotationspeedontheradialfrettingcharacteristicsonthecontactsurfaceofimpellershaft-hubwasstudied.Theinfluencelawofpreloadforceonthetangentialfrettingcharacteristicsonthecontactsurfaceofwheelback-shoulderandimpellersmallend-nutwasdiscussed.Basedonthesinglefre

8、ttingoftheshaft-hubofcompressorimpeller,thecompositefrettingonthecontactsurfacewasanalyzed,usingorthogonaltest