機(jī)械裝備中轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損是不可避免的。轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙及其磨損導(dǎo)致的精度退化、震動(dòng)、噪音等問題,直接影響著機(jī)械裝備的穩(wěn)定性和使用壽命。尤其是在長期工作后,轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙隨著磨損程度加深而變得越來越大,這些問題更加突出�，F(xiàn)有的多體動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損模型對(duì)于機(jī)構(gòu)的磨損過程描述還不夠完善,特別是描述力流傳遞——機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)——轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損之間的相互影響過程的研究的還不是很透徹。無法建立轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損對(duì)機(jī)構(gòu)性能退化的量化影響,使得設(shè)計(jì)者難以對(duì)機(jī)械裝備的可靠性、壽命等進(jìn)行分析,更無法對(duì)裝備壽命進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)以及對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文針對(duì)一問題,基于多體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)理論和間隙碰撞理論,研究轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙其磨損及其對(duì)機(jī)構(gòu)性能影響,具體工作如下:1)提出了一種轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損高效預(yù)測(cè)方法。該模型可以將機(jī)構(gòu)的內(nèi)在及外在因素包括進(jìn)來,如摩擦系數(shù)、機(jī)構(gòu)載荷、運(yùn)動(dòng)速度、零件材料性能等。同時(shí),建立了轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損試驗(yàn)臺(tái)以及試驗(yàn)方法,對(duì)本文轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了驗(yàn)證。該試驗(yàn)機(jī)構(gòu)具有高柔性、參數(shù)可調(diào)、操作簡單、實(shí)驗(yàn)重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)。能夠進(jìn)行多種簡易機(jī)構(gòu)的磨損實(shí)驗(yàn)。利用該試驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證,取得了較好的結(jié)果。2)針對(duì)不同材料在轉(zhuǎn)動(dòng)副中的磨損情況進(jìn)行研究分析,基于轉(zhuǎn)動(dòng)副壽命考慮,提出了轉(zhuǎn)動(dòng)副材料優(yōu)選方法。該方法以轉(zhuǎn)動(dòng)副中最大的磨損深度作為壽命評(píng)價(jià)指標(biāo),當(dāng)最大磨損深度達(dá)到一定程度即可認(rèn)為該轉(zhuǎn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)達(dá)不到要求。具有效率高、判斷簡單、計(jì)算量小等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)實(shí)際工程中轉(zhuǎn)動(dòng)副的選材提供了很好的參考依據(jù)。3)提出了低速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損對(duì)機(jī)構(gòu)精度性能影響的分析方法,進(jìn)而獲得不同位置的轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損對(duì)機(jī)構(gòu)精度性能主次影響,最終確定對(duì)機(jī)構(gòu)性能影響較大的轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙磨損為關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)。
【學(xué)位單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH112
【部分圖文】：

在工程應(yīng)用中，機(jī)械裝備執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件之間的連接環(huán)節(jié)為最薄弱。備執(zhí)行機(jī)構(gòu)力流傳遞過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)副作為各個(gè)部件最普遍的連接方式效往往最先從轉(zhuǎn)動(dòng)副處發(fā)生的。連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)副中經(jīng)常存在磨損現(xiàn)象桿機(jī)構(gòu)中的軸套和銷的磨損，滑動(dòng)軸承在安裝后初期出現(xiàn)的劇烈磨損轉(zhuǎn)動(dòng)副在長期使用后，由于磨損使得機(jī)構(gòu)出現(xiàn)性能退化、噪音、震動(dòng)嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致機(jī)構(gòu)失效。在上述磨損導(dǎo)致的問題中，很大一部都只出現(xiàn)在機(jī)構(gòu)中的某一零件上。這種磨損不均勻的情況在很大程度機(jī)構(gòu)壽命。因此，研究鉸接動(dòng)態(tài)磨損過程及其對(duì)機(jī)械裝備性能的影響機(jī)械裝備產(chǎn)品可靠性，具有普遍意義。

圖 2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙銷軸OjOi銷軸套孔entδQjQiYXijriQrjQ圖 2.2 銷和軸套相碰撞圖 2.2 所示為銷和軸套相碰撞。點(diǎn) O 為全局坐標(biāo)系的原點(diǎn)。X—Y 表坐標(biāo)系。Oir 和Ojr 表示銷軸和軸套的軸心在全局坐標(biāo)系下的位置。軸套和

動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并發(fā)現(xiàn)了含間隙機(jī)構(gòu)的三個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，至今已有廣泛應(yīng)用。另外，國外學(xué)者 A.Tasora[35-36]在進(jìn)行含間隙的絲桿機(jī)構(gòu)試驗(yàn)的時(shí)候，將應(yīng)變片貼在間隙部位，在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中，通過測(cè)量應(yīng)變，可以研究機(jī)構(gòu)間隙的影響。中國學(xué)者靳春梅[37-38]設(shè)計(jì)并建立了一個(gè)含間隙的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖 3-8 所示，其原理也是利用加速度傳感器來測(cè)量連桿中點(diǎn)的加速度響應(yīng)，進(jìn)而驗(yàn)證理論模型的正確性。圖 3.5 Cheriyan 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 圖 3.6 Khemili 實(shí)驗(yàn)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2829611