基于ADAMS的小型挖掘机转盘轴承的摩擦力矩分析.pdf

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1、兰Q二鱼轴承2014年9期Bearing2014，No．96—9CN41一l148／TH基于ADAMS的小型挖掘机转盘轴承的摩擦力矩分析史丽晨，杜小渊，郭刚涛，赵力(西安建筑科技大学机电学院，西安710055)摘要：采用Pro／E对小型挖掘机的转盘轴承进行建模，根据转盘轴承的工作性能参数将其导入ADAMS中，分别用GST1FF积分器和WSTIFF积分器进行仿真，并对转盘轴承进行接触分析和摩擦力矩计算，通过摩擦力矩的理论值与仿真值的比较证明，用ADAMS对转盘轴承进行接触仿真分析是完全可行的。关键词：转盘轴承；摩擦力矩；接触

2、分析；GSTIFF积分器；WSTIFF积分器中图分类号：TH133．33；TH117．1文献标志码：B文章编号：1000—3762(2014)09—0006—04AnalysisonFrictionTorqueforSlewingBearingsinMiniExcavatorBasedonADAMSShiLichen，DuXiaoyuan，GuoGangtao，ZhaoLi(ElectricalandMechanicalCoUege，XianUniversityofArchitectureandTechnology，Xia

3、n710055，China)Abstract：ThemodelingofslewingbearingsinminiexcavatorisbuiltbyusingPro／E，andthebearingsareimportedintoADAMSaccordingtotheworkingperformanceparameters．ThesimulationiscarriedoutbyGSTIFFintegratorandWSTIFFintegrator，andthecontactanalysisandfrictiontorque

4、calculationaredoneforslewingbearings．Throughcorn—paringthetheoreticalvalueandsimulationvalueoffrictiontorque，thecorrectnessofsimulationanalysisisverified，whichprovidesomebasisforthestudyoffrictiontorqueforslewingbearings．Keywords：slewingbearing；frictiontorque；cont

5、actanalysis；GSTIFFintegrator；WsTIFFintegrator转盘轴承是一种可以同时承受较大轴向、径1接触分析理论向载荷和倾覆力矩的大型轴承，在机械行业应用十分广泛，其摩擦力矩直接影响转盘轴承的使用2个曲面物体相互接触挤压，接触部位的应力分布与接触面的形状、尺寸及表面粗糙度等许多寿命和工作状态。目前，国内外大多使用ADAMS因素有关。为使仿真结果更加可靠，根据Hertz接对高速重载下的滚动轴承进行仿真分析，而对低触载荷与变形的关系⋯，通过一系列的计算精确速重载下的仿真分析，尤其是对转盘轴承摩擦力

6、求解出刚度系数等重要仿真参数。矩的动力学仿真研究很少。因此，以某小型挖掘1．1接触刚度系数的计算机的转盘轴承为研究对象，以Hertz接触理论为研究对象为013．25．450型单排四点接触式基础，采用Pro／E进行三维建模，使用ADAMS对内齿型转盘轴承，钢球直径为25mm，球组节圆直转盘轴承进行摩擦力矩的动力学仿真。径为450mm，如图1所示。钢球与内、外圈的接触是典型的Hertz接触。在施加外载荷Q的情况下，收稿日期：2013—10—10；修回日期：2014—03—23实际接触面为椭圆形，如图2所示。基金项目：国家自然科

7、学基金青年基金(51105292)转盘轴承内齿圈和外圈材料为50Mn，钢球材作者简介：史丽晨(1972一)，女，武汉人，博士，教授，研究料为GCrl5，弹性模量E=207GPa，泊松比=方向为机械振动理论及设备故障诊断，E—mail：best-sic@0．3。据Palmgren简化计算公式可以得到接触163．com。面尺寸、接触变形量和刚度系数分别为史丽晨，等：基于ADAMS的小型挖掘机转盘轴承的摩擦力矩分析=0．011，其详细接触参数见表1。表1接触模型详细参数图1小型挖掘机转盘轴承实物图2转盘轴承摩擦力矩分析转盘轴承的

8、摩擦力矩可以分为2个部分，一部分是与载荷有关的摩擦力矩M；另一部分是与所受载荷无关的摩擦力矩眠。2．1与载荷有关的摩擦力矩挖掘机在回转运动时，转盘轴承同时受到轴图2钢球与沟道的接触面向载荷F。、径向载荷F和倾覆力矩的作用，其67((1)受力简图如图3所示。通常，径向载荷F相对于其他2种载荷影响很小，可忽